Les cartes graphiques - Tout savoir !

La carte graphique traite et affiche les images et les vidéos sur un écran d'ordinateur
La carte graphique traite et affiche les images et les vidéos sur un écran d'ordinateur

Les cartes graphiques

Une carte graphique est essentielle pour traiter et afficher les graphiques, les images et les vidéos sur un écran d'ordinateur.

Voici comment elle fonctionne et comment ses composants travaillent ensemble :

Unité de traitement graphique (GPU) : Le GPU est le cœur de la carte graphique. Il est conçu spécifiquement pour effectuer des calculs nécessaires à l'affichage d'images en temps réel. Le GPU contient des milliers de cœurs de traitement qui travaillent en parallèle pour effectuer des opérations graphiques complexes.

Mémoire vidéo (VRAM) : La mémoire vidéo stocke temporairement les données graphiques utilisées par le GPU. Elle est plus rapide que la mémoire système (RAM) et permet un accès rapide aux textures, aux shaders et aux autres données graphiques nécessaires au rendu des images en temps réel.

Bus mémoire et interface PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e :
Le bus mémoire connecte le GPU à la VRAM et détermine la largeur de bande disponible pour transférer les données entre le GPU et la mémoire vidéo. L'interface PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e connecte la carte graphique à la carte mère de l'ordinateur et détermine la vitesse de transfert des données entre la carte graphique et le reste du système.

Refroidissement : Les cartes graphiques génèrent beaucoup de chaleur lorsqu'elles sont sollicitées. Elles intègrent donc souvent des systèmes de refroidissement comprenant des ventilateurs, des dissipateurs de chaleur et parfois même des solutions de refroidissement liquide pour évacuer la chaleur et maintenir des températures de fonctionnement sûres.

Puce de contrôle et interfaces de sortie : La puce de contrôle gère les interfaces de sortie de la carte graphique, telles que les ports HDMI
HDMI
HDMI est une interface audio/vidéo entièrement numérique qui transmet des flux chiffrés non compressés. HDMI sert à connecter une source audio/vidéo ( lecteur DVD, lecteur Blu-ray, ordinateur ou console de jeu ) à un téléviseur haute définition.
HDMI prend en charge tous les formats vidéo, y compris la définition standard, améliorée, haute définition et le son multicanal.
, DisplayPort ou DVI
DVI
Le "Digital Visual Interface" (DVI) ou Digital Video Interface fut inventé par le Digital Display Working Group (DDWG). C'est une connexion numérique qui sert à relier une carte graphique à un écran.
Elle n'est avantageuse (par rapport au VGA ) que sur les écrans où les pixels sont physiquement séparés .
. Elle convertit les données graphiques traitées par le GPU en un signal compatible avec les moniteurs ou les téléviseurs.

Circuits d'alimentation : Les composants de la carte graphique nécessitent une alimentation électrique adéquate pour fonctionner. Les circuits d'alimentation convertissent la tension fournie par l'alimentation de l'ordinateur en différentes tensions nécessaires pour alimenter le GPU, la VRAM et les autres composants de la carte graphique.
NVIDIA, AMD et Intel sont les principaux fabriquants
NVIDIA, AMD et Intel sont les principaux fabriquants

Fabriquants

Plusieurs fabricants dominent le marché des GPU avec différents modèles populaires. Voici quelques-uns des principaux GPU du marché à cette époque, classés par fabricant :

NVIDIA :

- GeForce RTX 30 Series (ex : RTX 3080, RTX 3070, RTX 3060 Ti) : Ces cartes graphiques offrent des performances exceptionnelles en jeu ainsi que des fonctionnalités avancées telles que le ray tracing en temps réel et le DLSS (Deep Learning Super Sampling).

- GeForce GTX 16 Series (ex : GTX 1660 Ti, GTX 1660 Super) : Bien que moins puissantes que la série RTX, ces cartes graphiques offrent un excellent rapport performances-prix pour les joueurs sur un budget.

AMD :

- Radeon RX 6000 Series (ex : RX 6900 XT, RX 6800 XT, RX 6700 XT) : Les cartes graphiques de la série RX 6000 sont conçues pour rivaliser avec les offres haut de gamme de NVIDIA. Elles offrent de bonnes performances en jeu et prennent également en charge le ray tracing.

- Radeon RX 5000 Series (ex : RX 5700 XT, RX 5600 XT) : Cette série offre de bonnes performances pour les jeux en 1080p et 1440p à un prix compétitif.

Intel :

- Intel Xe Graphics : Intel a introduit sa propre architecture de GPU Xe avec des produits destinés à une variété d'applications, y compris les ordinateurs portables, les ordinateurs de bureau et les centres de données. À cette époque, les GPU Xe sont encore relativement nouveaux sur le marché.

Le marché des GPU est très dynamique
Les cartes graphiques les plus puissantes offrent des performances exceptionnelles
Les cartes graphiques les plus puissantes offrent des performances exceptionnelles

Puissance

Les cartes graphiques les plus puissantes sur le marché sont généralement celles de la série GeForce RTX 30 de NVIDIA et la série Radeon RX 6000 d'AMD. Les modèles les plus puissants de chaque série incluaient la NVIDIA GeForce RTX 3090 et la AMD Radeon RX 6900 XT.

Voici ce qui rend ces cartes graphiques si puissantes :

  • Architecture GPU avancée : Les cartes graphiques haut de gamme intègrent des architectures GPU avancées qui sont optimisées pour des performances élevées. Ces architectures comprennent des unités de traitement graphique (GPU) avec un grand nombre de cœurs de calcul et une efficacité énergétique accrue.

  • Mémoire vidéo rapide : Les cartes graphiques les plus puissantes sont dotées de grandes quantités de mémoire vidéo ultra-rapide, souvent appelée VRAM (Random Access Memory vidéo). Cette mémoire est essentielle pour stocker temporairement les données graphiques utilisées par le GPU lors du traitement d'images et de vidéos à haute résolution.

  • Traitement de ray tracing en temps réel : Le ray tracing en temps réel est une technologie de rendu avancée qui simule le comportement réaliste de la lumière dans les scènes 3D. Les cartes graphiques les plus puissantes intègrent des unités de traitement dédiées au ray tracing, ce qui leur permet d'effectuer ces calculs complexes à des vitesses élevées.

  • Fonctionnalités de deep learning et d'intelligence artificielle : Certaines cartes graphiques haut de gamme sont équipées de fonctionnalités de deep learning et d'intelligence artificielle, telles que le DLSS (Deep Learning Super Sampling) de NVIDIA. Ces fonctionnalités utilisent des réseaux neuronaux pour améliorer les performances et la qualité d'image des jeux en temps réel.

  • Refroidissement efficace : Les cartes graphiques les plus puissantes nécessitent un système de refroidissement efficace pour dissiper la chaleur générée par les composants électroniques. Cela peut inclure des ventilateurs de refroidissement de haute qualité, des dissipateurs thermiques en métal et parfois même des systèmes de refroidissement liquide.


En combinant ces éléments, les cartes graphiques les plus puissantes offrent des performances exceptionnelles pour les jeux vidéo, la conception 3D, la modélisation et d'autres tâches graphiques intensives.

Types de ports PCIe :

Les ports PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e sont disponibles dans différents formats, désignés par le nombre de voies (lanes) qu'ils offrent. Les formats courants incluent PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e x1, PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e x4, PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e x8 et PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e x16.
Le nombre de voies détermine la quantité de données pouvant être transférées simultanément entre la carte mère et le périphérique connecté.

Composants d'un port PCIe :

Connecteur physique : Le connecteur PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e est généralement une fente allongée sur la carte mère, avec des contacts métalliques à l'intérieur pour établir une connexion électrique.
Voies (lanes) : Chaque port PCI
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Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e comprend un certain nombre de voies, qui constituent des canaux de communication bidirectionnels entre la carte mère et le périphérique connecté. Chaque voie offre une bande passante bidirectionnelle de 1 bit.
Broches de signalisation : Les broches de signalisation sont les points de contact métalliques à l'intérieur du connecteur PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e, utilisés pour transmettre des signaux électriques entre la carte mère et le périphérique.
Horloge et référence de temps : PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e utilise une horloge interne pour synchroniser les transferts de données entre les périphériques connectés. Il offre également une référence de temps pour le contrôle de la latence et la synchronisation des transactions.

Fonctionnement du port PCIe :

Lorsqu'un périphérique PCI
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Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e est connecté à un port, il négocie automatiquement le nombre de voies à utiliser en fonction de sa capacité et des ressources disponibles sur la carte mère.
Les périphériques PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e communiquent avec le chipset de la carte mère via le port PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e, ce qui permet une intégration transparente dans le système.
Les périphériques PCI
mini pci
Le Mini-PCI est dérivé du PCI 2.2 et est destiné à être intégré dans les ordinateurs portables Variantes PCI 2.34 qui existe en deux versions : - bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133 Mo/s) (la plus répandue) ;
e peuvent être ajoutés ou retirés à chaud, ce qui permet une certaine flexibilité lors de la configuration ou de la mise à niveau d'un système.

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