Processeur graphique

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Un processeur graphique, ou GPU (de l'anglais Graphics Processing Unit), également appelé coprocesseur graphique sur certains systèmes, est une unité de calcul assurant les fonctions de calcul d'image. Il peut être présent sous forme de circuit intégré (ou puce) indépendant, soit sur une carte graphique ou sur la carte mère, ou encore intégré au même circuit intégré que le microprocesseur général (on parle d'un SoC lorsqu'il comporte toutes les puces spécialisées). Dans la terminologie d'AMD une GPU intégrée à la même puce que le processeur est appelée APU, et dans la terminologie d'Intel un IGP). La sortie peut être affichée à l'écran, ou retraitée en RAM ou VRAM pour différents usages tels que l'écriture sur mémoire de masse ou un nouveau traitement interne. Un processeur graphique a généralement une structure hautement parallèle (voir accélération matérielle) qui le rend efficace pour une large palette de tâches graphiques comme le rendu géométrique 2D ou 3D, s'opérant généralement dans une mémoire vidéo dédiée. Une unité de traitement du signal vidéo peut être couplée à ce processeur pour le décodage ou l'encodage de vidéo dans différents formats tels que Mpeg, etc. Enfin, ce parallélisme permet également le calcul intensif en général, lorsqu'il s'agit d'un GPGPU (anglais : General Purpose GPU, signifiant GPU à vocation généraliste).

Les bibliothèques d'utilisation de ces processeurs les plus répandues sont les standards OpenGL et Vulkan, la bibliothèque spécifique à Microsoft Windows, Direct3D et la bibliothèque spécifique à MacOS, Metal. La bibliothèque standard OpenCL est dédiée au calcul intensif, et une plus spécifique créée par Nvidia est CUDA.

Leur parallélisme poussé les rend aussi intéressants comme processeurs de calcul matriciel, pour casser des codes en « force brute »^[1], de minage de cryptomonnaies, ou pour la création de corpus d'intelligence artificielle^[2].

Enfin, leur rapport performance/prix les avantage pour le calcul^[3].

↑ « Peut-on casser un mot de passe avec une carte graphique ? », Tom's Hardware, 18 juillet 2011.
↑ utilisation pour l'intelligence artificielle
↑ ZDNet, août 2016 : « Il est bien plus intéressant de nos jours de laisser les GPU s'occuper de ces tâches plutôt que de tout confier à la CPU qui a un rapport qualité prix/puissance bien moins intéressant (l'exemple le plus flagrant est le rendu 3D qui est bien plus rapide avec une GPU qu'une CPU à prix équivalent, rapport 10 à 50). »

[1] « Peut-on casser un mot de passe avec une carte graphique ? », Tom's Hardware, 18 juillet 2011.

[2] utilisation pour l'intelligence artificielle

[3] ZDNet, août 2016 : « Il est bien plus intéressant de nos jours de laisser les GPU s'occuper de ces tâches plutôt que de tout confier à la CPU qui a un rapport qualité prix/puissance bien moins intéressant (l'exemple le plus flagrant est le rendu 3D qui est bien plus rapide avec une GPU qu'une CPU à prix équivalent, rapport 10 à 50). »

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