Carte GPU. Processeur graphique (caractéristiques de fonctionnement et de structure). Calcul GPU

Le processeur graphique intégré joue un rôle important aussi bien pour les joueurs que pour les utilisateurs peu exigeants.

La qualité des jeux, des films, du visionnage de vidéos sur Internet et des images en dépend.

Principe de fonctionnement

Le processeur graphique est intégré à la carte mère de l'ordinateur - c'est à cela que ressemble la carte graphique intégrée.

En règle générale, ils l'utilisent pour supprimer le besoin d'installer une carte graphique -.

Cette technologie permet de réduire le coût du produit fini. De plus, en raison de la compacité et de la faible consommation d'énergie de ces processeurs, ils sont souvent installés dans des ordinateurs portables et des ordinateurs de bureau à faible consommation.

Ainsi, les processeurs graphiques intégrés ont tellement rempli ce créneau que 90 % des ordinateurs portables présents dans les rayons des magasins américains disposent d'un tel processeur.

Au lieu d'une carte vidéo ordinaire, les graphiques intégrés utilisent souvent la RAM de l'ordinateur elle-même comme outil auxiliaire.

Certes, cette solution limite quelque peu les performances de l'appareil. Pourtant, l’ordinateur lui-même et le processeur graphique utilisent le même bus mémoire.

Ainsi, ce « quartier » affecte l’exécution des tâches, en particulier lorsque vous travaillez avec des graphismes complexes et pendant le jeu.

Espèces

Les graphiques intégrés comportent trois groupes :

1. Les graphiques à mémoire partagée sont un dispositif basé sur la gestion de la mémoire partagée avec le processeur principal. Cela réduit considérablement les coûts, améliore le système d'économie d'énergie, mais dégrade les performances. Par conséquent, pour ceux qui travaillent avec des programmes complexes, les processeurs graphiques intégrés de ce type ne conviennent probablement pas.
2. Graphiques discrets - une puce vidéo et un ou deux modules de mémoire vidéo sont soudés sur la carte mère. Grâce à cette technologie, la qualité de l'image est considérablement améliorée et il devient également possible de travailler avec des graphiques 3D avec les meilleurs résultats. Certes, vous devrez payer cher pour cela, et si vous recherchez un processeur haute puissance à tous égards, le coût peut être incroyablement élevé. De plus, votre facture d'électricité augmentera légèrement - la consommation électrique des GPU discrets est plus élevée que d'habitude.
3. Les graphiques discrets hybrides sont une combinaison des deux types précédents, qui ont assuré la création du bus PCI Express. Ainsi, l'accès à la mémoire s'effectue à la fois via la mémoire vidéo soudée et via la RAM. Avec cette solution, les fabricants ont voulu créer une solution de compromis, mais elle n'élimine toujours pas les inconvénients.

Fabricants

En règle générale, les grandes entreprises - et - sont engagées dans la fabrication et le développement de processeurs graphiques intégrés, mais de nombreuses petites entreprises sont également impliquées dans ce domaine.

Ce n'est pas difficile à faire. Recherchez d'abord l'affichage principal ou l'affichage d'initialisation. Si vous ne voyez pas quelque chose comme ça, recherchez Onboard, PCI, AGP ou PCI-E (tout dépend des bus installés sur la carte mère).

En choisissant PCI-E, par exemple, vous activez la carte vidéo PCI-Express et désactivez celle intégrée.

Ainsi, pour activer la carte vidéo intégrée, vous devez trouver les paramètres appropriés dans le BIOS. Le processus d'activation est souvent automatique.

Désactiver

Il vaut mieux le désactiver dans le BIOS. Il s'agit de l'option la plus simple et sans prétention, adaptée à presque tous les PC. Les seules exceptions concernent certains ordinateurs portables.

Encore une fois, recherchez Périphériques ou Périphériques intégrés dans le BIOS si vous travaillez sur un ordinateur de bureau.

Pour les ordinateurs portables, le nom de la fonction est différent, et pas le même partout. Alors trouvez simplement quelque chose en rapport avec le graphisme. Par exemple, les options nécessaires peuvent être placées dans les sections Avancé et Config.

La désactivation s'effectue également de différentes manières. Parfois, il suffit de cliquer sur « Désactivé » et de placer la carte vidéo PCI-E en premier dans la liste.

Si vous êtes un utilisateur d'ordinateur portable, ne vous inquiétez pas si vous ne trouvez pas d'option adaptée a priori, vous ne disposez peut-être pas d'une telle fonction ; Pour tous les autres appareils, les règles sont simples : quelle que soit l'apparence du BIOS lui-même, le remplissage est le même.

Si vous possédez deux cartes vidéo et qu'elles sont toutes deux affichées dans le gestionnaire de périphériques, alors le problème est assez simple : faites un clic droit sur l'une d'elles et sélectionnez « désactiver ». Cependant, gardez à l’esprit que l’écran peut s’assombrir. Cela arrivera très probablement.

Cependant, c'est aussi un problème qui peut être résolu. Il suffit de redémarrer l'ordinateur ou le logiciel.

Effectuez tous les réglages ultérieurs dessus. Si cette méthode ne fonctionne pas, annulez vos actions en utilisant le mode sans échec. Vous pouvez également recourir à la méthode précédente - via le BIOS.

Deux programmes - NVIDIA Control Center et Catalyst Control Center - configurent l'utilisation d'une carte vidéo spécifique.

Ce sont les plus simples par rapport aux deux autres méthodes - il est peu probable que l'écran s'éteigne et vous ne gâcherez pas non plus accidentellement les paramètres via le BIOS.

Pour NVIDIA, tous les paramètres se trouvent dans la section 3D.

Vous pouvez sélectionner votre adaptateur vidéo préféré pour l'ensemble du système d'exploitation et pour des programmes et des jeux spécifiques.

Dans le logiciel Catalyst, une fonction identique se trouve dans l'option « Alimentation » du sous-élément « Graphiques commutables ».

Passer d’un GPU à l’autre est donc un jeu d’enfant.

Il existe différentes méthodes, notamment via des programmes et via le BIOS. L'activation ou la désactivation de l'un ou l'autre graphique intégré peut s'accompagner de quelques échecs, principalement liés à l'image.

Il peut s'éteindre ou simplement se déformer. Rien ne devrait affecter les fichiers de l'ordinateur eux-mêmes, à moins que vous n'ayez cliqué sur quelque chose dans le BIOS.

Conclusion

En conséquence, les processeurs graphiques intégrés sont recherchés en raison de leur faible coût et de leur compacité.

Cela devra payer avec le niveau de performance de l'ordinateur lui-même.

Dans certains cas, des graphiques intégrés sont simplement nécessaires : les processeurs discrets sont idéaux pour travailler avec des images en trois dimensions.

De plus, les leaders du secteur sont Intel, AMD et Nvidia. Chacun d'eux propose ses propres accélérateurs graphiques, processeurs et autres composants.

Les derniers modèles populaires sont Intel HD Graphics 530 et AMD A10-7850K. Ils sont assez fonctionnels, mais présentent quelques défauts. Cela s'applique en particulier à la puissance, aux performances et au coût du produit fini.

Vous pouvez activer ou désactiver vous-même un processeur graphique avec un cœur intégré via le BIOS, des utilitaires et divers programmes, mais l'ordinateur lui-même peut facilement le faire pour vous. Tout dépend de la carte vidéo connectée au moniteur lui-même.

Beaucoup de gens ont vu l’abréviation GPU, mais tout le monde ne sait pas de quoi il s’agit. Ce composant, qui fait partie de cartes vidéo. Parfois, on l'appelle carte vidéo, mais ce n'est pas correct. Le GPU est occupé traitement commandes qui forment une image tridimensionnelle. C'est l'élément principal dont dépend la puissance performance l'ensemble du système vidéo.

Manger plusieurs types de telles puces - discret Et intégré. Bien sûr, il convient de mentionner tout de suite que le premier est meilleur. Il est placé sur des modules séparés. C'est puissant et demande du bien refroidissement. Le second est installé sur presque tous les ordinateurs. Il est intégré au processeur, ce qui réduit la consommation d'énergie plusieurs fois. Bien sûr, il ne peut pas être comparé aux puces discrètes à part entière, mais pour le moment, il se montre plutôt bien. résultats.

Comment fonctionne le processeur

Le GPU est engagé traitement Graphiques 2D et 3D. Grâce au GPU, le CPU de l'ordinateur est plus libre et peut effectuer des tâches plus importantes. La principale caractéristique du GPU est qu'il essaie autant que possible augmenter la vitesse calcul d'informations graphiques. L'architecture de la puce permet une plus grande efficacité traiter les informations graphiques plutôt que le processeur central d'un PC.

Installations de GPU emplacement modèles tridimensionnels dans le cadre. Engagé dans filtration triangles qu'ils contiennent, détermine ceux qui sont visibles et coupe ceux qui sont cachés par d'autres objets.

Le GPU (Graphics Processing Unit) est un processeur conçu exclusivement pour le traitement graphique et les calculs en virgule flottante. Il existe principalement pour alléger la charge de travail du processeur principal lorsqu'il s'agit de jeux ou d'applications exigeants avec des graphiques 3D. Lorsque vous jouez à un jeu, le GPU est responsable de la création des graphiques, des couleurs et des textures, tandis que le CPU peut gérer l'intelligence artificielle ou les calculs de mécanique de jeu.

Que regardons-nous en premier lors du choix d’un smartphone ? Si nous ignorons un instant le coût, nous choisissons tout d’abord, bien sûr, la taille de l’écran. Ensuite, nous nous intéressons à la caméra, à la quantité de RAM, au nombre de cœurs et à la fréquence du processeur. Et ici, tout est simple : plus c'est mieux, et moins c'est pire. Cependant, les appareils modernes utilisent également un processeur graphique, également appelé GPU. Qu'est-ce que c'est, comment cela fonctionne et pourquoi il est important de le savoir, nous vous le dirons ci-dessous.

L'architecture GPU n'est pas très différente de l'architecture CPU, mais elle est plus optimisée pour un traitement graphique efficace. Si vous forcez le GPU à effectuer d’autres calculs, il montrera son pire côté.

Les cartes vidéo connectées séparément et fonctionnant à haute puissance n'existent que dans les ordinateurs portables et de bureau. Si nous parlons d'appareils, nous parlons alors de graphiques intégrés et de ce que nous appelons SoC (System-on-a-Chip). Par exemple, le processeur intègre un GPU Adreno 430. La mémoire qu'il utilise pour son fonctionnement est la mémoire système, tandis que les cartes graphiques des ordinateurs de bureau se voient attribuer de la mémoire disponible uniquement pour elles. Certes, il existe également des puces hybrides.

Alors qu'un processeur doté de plusieurs cœurs fonctionne à des vitesses élevées, un GPU possède de nombreux cœurs de processeur qui fonctionnent à faible vitesse et ne font guère plus que calculer des sommets et des pixels. Le traitement des sommets tourne principalement autour du système de coordonnées. Le GPU traite les tâches géométriques en créant un espace tridimensionnel sur l'écran et en permettant aux objets de s'y déplacer.

Le traitement des pixels est un processus plus complexe qui nécessite beaucoup de puissance de traitement. À ce stade, le GPU applique différentes couches, applique des effets et fait tout pour créer des textures complexes et des graphiques réalistes. Une fois les deux processus traités, le résultat est transféré sur l'écran de votre smartphone ou tablette. Tout cela se produit des millions de fois par seconde pendant que vous jouez à un jeu.

Bien sûr, cette histoire sur le fonctionnement du GPU est très superficielle, mais elle suffit pour se faire une bonne idée générale et pouvoir engager une conversation avec des amis ou un vendeur d'électronique, ou comprendre pourquoi votre appareil chauffe autant pendant le fonctionnement. jeu. Plus tard, nous discuterons certainement des avantages de certains GPU lorsque nous travaillons avec des jeux et des tâches spécifiques.

Basé sur des matériaux d'AndroidPit

Peu d'utilisateurs savent que les cartes vidéo peuvent faire bien plus que simplement afficher une image sur un moniteur. En utilisant CUDA, Stream et d'autres technologies similaires, vous pouvez augmenter considérablement les performances de votre ordinateur en effectuant d'autres calculs que vos propres calculs. Le principe de fonctionnement sera décrit ci-dessous.

Pour afficher des images continues à l'écran dans n'importe quel jeu moderne, l'ordinateur nécessite de bonnes performances. Il convient de supposer que les cartes vidéo modernes correspondent aux performances des dernières versions de processeurs.

Il convient de noter que lorsque la carte vidéo est inactive et n'effectue pas de traitement d'image, ses capacités ne sont pas revendiquées. Pour éviter de tels temps d'arrêt et pouvoir lui attribuer certaines responsabilités, ce qui réduira la charge sur le processeur, il est nécessaire d'utiliser des options spéciales d'accélération de l'ordinateur. Vous trouverez ci-dessous des instructions détaillées sur les principes de fonctionnement de cette technologie, qui peut augmenter les performances du PC.

Comment une carte vidéo augmente-t-elle la vitesse d'un ordinateur ?

Seules des applications spéciales peuvent tirer parti des capacités des cartes vidéo. Ces programmes peuvent être combinés avec une carte vidéo et utiliser l'une des 4 technologies d'accélération physique.

CUDA. Ce développement a été créé par Nvidia Corporation. Cette technologie peut être utilisée pour des manipulations informatiques complexes et pour l’édition de vidéos et d’images.

Flux. Cette technologie d'accélération mécanique est similaire à la première, mais développée par le fabricant d'adaptateurs vidéo AMD.
Ces deux technologies sont prises en charge par tous les systèmes d'exploitation à l'exception de Mac OS et ne sont utilisées qu'avec les cartes vidéo d'un fabricant approprié. Les créateurs de logiciels sont obligés de faire un travail supplémentaire pour que les cartes vidéo des deux développeurs puissent augmenter la vitesse de leurs applications. Vous trouverez ci-dessous les technologies pouvant fonctionner avec les cartes des deux fabricants.

OpenCL. Cette technologie a été lancée par Apple en 2008 et est prise en charge par tous les systèmes d'exploitation et tous les logiciels. Cependant, il n’existe aujourd’hui aucune application permettant d’accélérer votre ordinateur grâce à cette technologie. De plus, en termes d'augmentation de productivité, OpenCL est nettement en retard sur les deux premières technologies.

Calcul Direct. Cette technologie a été intégrée à DirectX 11 par Microsoft. Mais elle ne peut fonctionner que sur les systèmes d'exploitation Windows 7 et Vista, puis avec un petit paquet d'applications.

Quel type d'amélioration des performances la carte vidéo apporte-t-elle ?

L'augmentation dépend directement de la carte graphique et des performances des autres éléments de l'ordinateur. L'augmentation des performances est déterminée par les services publics et les opérations effectuées. Sur un PC moyen moderne, les vitesses de conversion vidéo de haute qualité peuvent être multipliées par 20. Mais l'édition de photos avec des filtres et des effets spéciaux peut être trois cents fois plus rapide.

Qu'est-ce qui influence la productivité élevée de CUDA et des technologies similaires ?

Lors de l'exécution de tâches complexes, le processeur de la carte mère divise initialement le processus en plusieurs processus plus petits, puis les traite séquentiellement. Le résultat intermédiaire résultant se trouve dans la mémoire du processeur, petite mais rapide. Lorsque les compartiments mémoire sont pleins, les fichiers sont déplacés vers la mémoire cache, également située dans le processeur. Mais l'échange d'informations entre le processeur et la RAM prend beaucoup de temps, la vitesse n'est donc pas très élevée.

Les cartes vidéo peuvent parfois effectuer de telles manipulations beaucoup plus rapidement. Cela peut être influencé par plusieurs circonstances. L’un d’eux est le calcul parallèle. S'il est nécessaire d'effectuer plusieurs de ces manipulations, certaines d'entre elles peuvent être effectuées par le module graphique en collaboration avec le processeur.

Par exemple, lorsque vous travaillez avec des vidéos ou des images, l'utilitaire doit modifier un grand nombre de pixels tout en utilisant des méthodes répétitives. Surtout pour cela, l'adaptateur graphique dispose de centaines de petits processeurs, appelés processeurs de streaming.

De plus, un accès rapide à la mémoire est requis. Par analogie avec les processus centraux, les cartes graphiques disposent également de leur propre mémoire intermédiaire et RAM. Mais dans ce cas, ils disposent de nombreux registres mémoire à grande vitesse, ce qui augmente considérablement la vitesse des calculs.

De combien de processeurs de streaming les cartes vidéo disposent-elles ?

Ceci est affecté par le modèle de processeur. Par exemple, la GeForse GTX 590 dispose de deux modules Fermi, chacun doté de 512 processeurs de streaming. L'une des cartes vidéo les plus puissantes d'AMD - Radeon HD 6990 - est également équipée de deux modules dotés chacun de 1 536 processeurs. Mais avec tout cela, la HD 6990 est nettement inférieure à la GTX 590 en termes de vitesse.

Comment exécuter CUDA ou Stream ?

Vous ne devez rien exécuter, car la technologie fait partie du matériel des cartes vidéo. Une fois que le pilote de la carte graphique a installé une application prenant en charge certaines technologies, la vitesse de l'ordinateur augmentera automatiquement. Pour obtenir toutes les performances, vous devez installer le dernier pilote.
Il convient de noter que les utilisateurs de cartes vidéo AMD doivent télécharger et installer le package AMD Media Codec.

Pourquoi tous les services publics ne fonctionnent-ils pas avec ces technologies ?

Jusqu'à ce qu'OpenCL soit largement adopté, les créateurs de logiciels devront personnaliser chaque application pour qu'elle fonctionne avec les cartes vidéo Nvidia et AMD. Mais tous les fabricants n’auront pas à supporter des coûts supplémentaires.

De plus, toutes les applications n’ont pas la capacité de fournir un flux constant de calculs légers pouvant être effectués en parallèle. Cela peut très bien fonctionner en conjonction avec des programmes de montage vidéo et graphique. Pour les mailers ou les éditeurs de texte, ces technologies ne seront pas d’une grande aide.

Super PC

Par exemple, le PC chinois Tianhe-1A dispose de 7 168 modules graphiques Nvidia, qui prennent en charge d'excellentes performances. Dans le même temps, 2 500 milliards de calculs sont effectués par seconde. Cet ordinateur consomme 4 mégawatts d'énergie. C’est la quantité d’électricité consommée par une ville de cinq mille habitants.

Une carte graphique peut-elle remplacer une carte centrale ?

Un tel remplacement est impossible. La conception de ces processeurs est complètement différente. Le CPU est une unité informatique universelle capable de traiter et d'envoyer des informations à d'autres éléments du PC. À leur tour, les cartes vidéo sont des appareils très ciblés, malgré le fait qu'elles effectuent un petit nombre d'opérations, mais en même temps à grande vitesse.

Ce qui s'en vient dans le futur : les puces universelles

Pour augmenter les performances du processeur, Intel et AMD ajoutent constamment des cœurs à leurs processeurs. En outre, ils ajoutent constamment de nouvelles technologies susceptibles d’augmenter l’efficacité des opérations informatiques et la capacité de traiter les informations en parallèle.

Par rapport aux unités centrales de traitement, les cartes vidéo disposent déjà d'un grand nombre de cœurs simples capables d'effectuer des calculs complexes très rapidement.

Mais il s'avère que les différences initiales dans les principes de fonctionnement de la carte vidéo et du processeur s'effacent progressivement. Le développement d’une puce universelle est donc très logique. Aujourd'hui, les utilisateurs d'ordinateurs peuvent utiliser tout le potentiel d'une carte vidéo sans puces graphiques coûteuses.

Les processeurs modernes des principaux développeurs peuvent actuellement démontrer leur capacité à connecter un adaptateur graphique et un processeur et à fonctionner comme une seule unité informatique universelle.

Dans chacune des puces, les cœurs du processeur et de la carte vidéo sont placés sur une seule puce. Cela offre la possibilité de diviser rapidement la manipulation informatique entre les cœurs. Ces technologies utilisées sont appelées Intel Quick Sync et AMD App. À l’heure actuelle, il existe déjà des applications distinctes qui utilisent une technologie similaire.

En général, c'est tout ce que vous devez savoir sur les différences entre un processeur central et une carte vidéo. Comme le montre ce qui a été écrit, le processeur graphique est capable d'effectuer certaines opérations centrales, en particulier pour les ordinateurs modernes dotés de cartes vidéo puissantes.

Savez-vous comment choisir le processeur graphique le plus préférable parmi les deux options disponibles pour exécuter une application ou un jeu ? Sinon, je suggère aux propriétaires d’ordinateurs portables de lire cet article.

Aujourd'hui, même un ordinateur portable moyen en termes de coût et de performances est livré avec deux cartes vidéo. Le premier, qui fonctionne par défaut, est intégré, le second est discret. Un GPU supplémentaire se trouve principalement sur les modèles d’ordinateurs portables de jeu, mais il n’est pas rare de le trouver sur une configuration non-gaming.

Parmi les puces intégrées, le choix est restreint et il s'agit généralement d'une puce Intel, mais les puces discrètes peuvent provenir de Nvidia ou d'AMD. Ce sont les produits les plus répandus et les plus fiables auprès des utilisateurs. Et les fabricants essaient tout d’abord de compléter les appareils en fonction de nos préférences.

Examinons maintenant brièvement le processus d'interaction entre deux cartes vidéo. Lorsque les exigences d'une application en cours d'exécution dépassent les capacités de la carte intégrée, votre système passe automatiquement à une carte discrète. Cela se produit principalement lorsque vous commencez à jouer à des jeux.

Comme mentionné ci-dessus, le marché des PC est dominé par deux grands fabricants de GPU. Il convient de noter que le Nvidia le plus utilisé utilise la technologie « Optimus » relativement nouvelle. Sa fonctionnalité réside dans le fait que chaque fois qu'il détecte qu'un programme ou un jeu a besoin de ressources supplémentaires et plus puissantes, un GPU dédié est automatiquement utilisé.

Je vais maintenant vous montrer comment forcer facilement une application à utiliser un GPU hautes performances ou intégré au choix de l'utilisateur. Cela ne sera démontré qu'aujourd'hui avec NVIDIA et Intel.

PROCESSEUR GRAPHIQUE

Ouvrez le panneau de configuration NVIDIA. Le moyen le plus simple et le plus rapide consiste à cliquer avec le bouton droit sur l'icône correspondante située dans la barre des tâches dans le coin inférieur droit. Allez dans le menu « Bureau » et cochez la case à côté de « Ajouter un élément au menu contextuel ».

Maintenant, après ces étapes simples, vous pouvez cliquer avec le bouton droit sur le raccourci de n'importe quelle application et, dans l'élément de menu qui apparaît, sélectionner l'une des deux options de lancement.

DÉMARRAGE PERMANENT

Et si vous décidez de toujours utiliser uniquement une carte vidéo discrète, vous devez alors accéder à la section « Gérer les paramètres 3D » du Panneau de configuration, sélectionner l'onglet « Paramètres du programme » et installer le jeu ou le programme requis à l'étape 1, et sélectionnez la carte vidéo souhaitée à l'étape 2, puis cliquez sur le bouton « Appliquer ».

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