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Composants

Le processeur graphique

Le processeur graphique (Graphical Processing Unit ou GPU en anglais) sert à libérer le micro-processeur de la carte mère en prenant en charge les calculs spécifiques à l’affichage, en particulier les calculs spécifiques à l’affichage en 3D.

Cette division des tâches entre les deux processeurs libère le processeur principal de l’ordinateur et en augmente d’autant la puissance.

Le processeur graphique est très souvent muni de son propre radiateur ou ventilateur pour évacuer la chaleur qu’il produit.

Note : Les cartes graphiques ont fait énormément de chemin depuis la Voodoo de 3DFX en 1998, première carte accélératrice. Bien que certaines initiatives pour reprendre l'avantage soit à l'étude chez les fondeurs de processeur (comme le Larrabee d'Intel), la carte graphique n'est plus une simple aide pour le processeur et s'est rapidement imposée comme l'élément le plus important du PC des joueurs exigeants.

La mémoire vidéo

La mémoire vidéo conserve les données numériques qui doivent être converties en images par le processeur graphique et les images traitées par le processeur graphique avant leur affichage.

Toutes les cartes graphiques supportent deux méthodes d'accès à leur mémoire. L'une est utilisée pour recevoir des informations en provenance du reste du système, l'autre est sollicitée pour l'affichage à l'écran. La première méthode est un accès direct conventionnel (RAM) comme pour les mémoires centrales, la deuxième méthode est généralement un accès séquentiel à la zone de mémoire contenant l’information à afficher à l'écran.

Voir l'article principal : Mémoire vidéo.

Le RAMDAC

Le RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) convertit les images stockées dans la mémoire vidéo en signaux analogiques à envoyer à l’écran de l’ordinateur. Il est devenu inutile avec les sorties DVI (digitale).

Le BIOS vidéo

Le BIOS vidéo est à la carte graphique ce que le BIOS est à la carte mère. C’est un petit programme enregistré dans une mémoire morte (ROM) qui contient certaines informations sur la carte graphique (par exemple, les modes graphiques supportés par la carte) et qui sert au démarrage de la carte graphique.

La connexion entre la carte graphique et la carte mère

La connexion à la carte mère se fait à l'aide d'un port relié à un bus.

Au cours des années, plusieurs technologies se sont succédées pour satisfaire les besoins de vitesse de transfert sans cesse croissants des cartes graphiques :

• la première technologie utilisée fut la technologie ISA, utilisée à partir de 1984 pour adjoindre des cartes disposant de plus de mémoire vidéo que les cartes standards fournies par les manufacturiers d’ordinateurs ou des cartes utilisant des jeux d'instructions destinés à accélérer l'affichage des fenêtres sous Windows ;
• certaines machines (de marque IBM pour la plupart) ont utilisé le bus VLB (Vesa Local Bus), mais ce type de bus fut rapidement abandonné en raison de sa trop grande specificité.
• avec l'arrivée des premiers processeurs Pentium en 1994, on utilise ensuite l'interface PCI ;
• le bus AGP (Accelerated Graphics Port) est apparu en mai 1997 ;
• le bus AGP est actuellement supplanté par le bus PCI-Express, apparu en 2004.

La connectique

On peut retrouver les connexions suivantes selon les cartes graphiques :

• une interface VGA standard qui permet par exemple relier la carte à un écran CRT ;
• une interface DVI permettant d’envoyer des données numériques et non analogiques aux écrans qui peuvent accepter ces données (certains moniteurs LCD par exemple);
• une interface S-Vidéo permettant de relier la carte à une télévision;
• une interface HDMI permettant de relier la carte à un écran haute définition en transmettant également la partie audio (polyvalent, ce format est le remplaçant de la péritel)

Note : le DVI et le HDMI peuvent supporter les DRM.

Les modèles actuels associent généralement deux types d'interface: une interface pour la télévision (S-Vidéo ou HDMI) avec une interface pour écran d'ordinateur (VGA ou DVI).

Détermination de la quantité de mémoire vidéo

La quantité de mémoire vidéo nécessaire pour stocker l'image qui va être affichée dépend de la définition affichée.

Cette indication est maintenant de peu d'intérêt avec les cartes graphiques récentes, qui possèdent une mémoire vidéo d'une taille bien supérieure à celle requise pour le simple affichage 2D. En effet pour une scène 3D il faut par exemple stocker les textures qui seront affichées, et celles-ci prennent une place très grande (jusqu'à plusieurs dizaines de Mio).

Histoire et comparaison des cartes graphiques pour compatibles PC