Processeur graphique

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Cet article est une ébauche à compléter concernant l'informatique, vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant.

Un GPU GeForce 6600GT de nVidia

Un GPU (Graphics Processing Unit) est un microprocesseur présent sur les cartes graphiques au sein d'un ordinateur ou d'une console de jeux vidéo. Une partie du travail habituellement exécutée par le CPU est ainsi déléguée au GPU qui se charge des opérations d'affichage et de manipulation de données graphiques. Les GPU modernes sont très performants grâce à une structure hautement parallèle, spécialisée qui les rend plus efficaces pour une large palette de tâches graphiques comme le rendu 3D, en glide, en Direct3D, en OpenGL, la gestion de la mémoire vidéo, traitement du signal vidéo, décompression Mpeg, etc.

Peu d'entreprises travaillent sur la conception de tels processeurs : NVIDIA, AMD via sa filiale ATI, Intel Corporation et S3 Graphics (de VIA Technologies) se partagent plus de 90% de ce marché fortement disputé. Citons aussi Matrox, 3DLabs, et XGI. Des fabricants (Asus, MSI, PNY ...) se chargent ensuite de proposer des cartes graphiques intégrant ces processeurs.

La nouveauté en 2007 est que, pour la première fois, un système d'exploitation exige la présence d'un GPU pour bien exploiter toutes les nouvelles fonctionnalités qu'il apporte dans le confort d'utilisation et l'ergonomie : Vista de Microsoft puise dans la puissance du processeur graphique pour créer une interface 3D distincte appelée Aero, qui donne à Vista toute son originalité. Il est à remarquer que les mesures de protection (DRM) de contenu commercial (films HD) de Vista exigent une telle puissance de calcul pour le chiffrage-déchiffrage de ces contenus que la puissance des GPU actuels n'y suffit pas, et que le processeur principal doit donc être mis à contribution. http://chl.be/vista/

Sous le système GNU/Linux, ce n'est pas une exigence mais une possibilité en plus. L'interface graphique 3D fonctionne pleinement depuis 2006, mais n'est pas obligatoire. Pour ce système libre elle permet de décharger le processeur principal en confiant la totalité du travail graphique au GPU, grâce à la logique modulaire de GNU/linux où le serveur graphique xorg est séparé du système proprement dit.

GNU/Linux comme les autres Unix libres (FreeBSD, Net BSD, etc..) peut donc être utilisé de 3 manières différentes :

- en mode texte, donc sans interface graphique puissante. Des logiciels spécialisés permettent de réaliser la plupart des opérations courantes non graphiques, comme le courrier électronique (emacs, mutt), la navigation sur Internet (lynx, emacs...), la rédaction et l'édition de textes (emacs, vi...), l'administration système ou réseau, etc.

- en mode graphique 2D, où des applications classiques utilisant éventuellement une souris sont disponibles. L'utilisation de bureaux multiples est alors possible dans la plupart des environnement de bureau disponibles (une dizaine, des légères comme IceWM ou Blackbox fonctionnant sur un 486, aux environnements intégrés modernes comme KDE, Gnome, XFCE, etc.)

- en mode graphique 3D, où une interface à l'apparence de cube permet d'afficher plusieurs bureaux, y compris de systèmes différents si la machine le permet.

[exemple.]

Le système d'affichage peut être configuré pour s'adapter au mieux à la puissance de calcul graphique dont dispose la machine.

[modifier] Fonctionnement

Les données nommées «vertices» (pluriel de vertex), c'est à dire les données élémentaires de la géométrie en trois dimensions : les points entre lesquels seront tracées les arètes d'un objet (les vertices sont les sommets des objets en trois dimension). Le processeur construit ensuite les objet multidimensionnels. Si les objets sont en deux dimensions, ou qu'il s'agit de vidéos, les données sont directement envoyées au Viewport.

Pour accélérer le calcul, le processeur calcul les vertices invisibles (caché par d'autre vertices, par les faces d'un objet ou autre), et les supprime pour ne pas avoir à les gérer.

Le processeur graphique applique ensuite aux faces des objets les textures puisées sur le disque dur grace au Pixel Pipeline. Le moteur graphique envoie ensuite au processeur, des données sur l'éclairage des polygones que le processeur se charge de mettre en œuvre pour éclairer la scène. Ensuite, la puce graphique applique à l'image les divers filtres (Anticrénelage ou Filtrage anisotrope), et envoi le résultat au Viewport qui «aplatit» l'image pour l'afficher à l'écran.