Les caractéristiques des Cartes Graphiques expliquées

La carte graphique est sûrement l'une des parties les plus complexes à acheter d'un PC et c'est pour cela qu'on y consacre autant de temps et d'article.

Dans celui-ci on va voir ce que veulent dire les caractéristiques techniques du futur monstre de votre PC gamer que vous avez bien-sûr trouvé en stock.

Sommaire:

GPU ou carte graphique

Modèle de référence ou custom ?

Core Clock

Boost Clock

Vram

Cuda core et Stream Processor

Nombre de transistor

Finesse de gravure

TMU

Les ROPs

Multi GPU

TDP

Conclusion

Commençons par faire la distinction entre le terme carte graphique et GPU. Le mot “carte graphique" fait référence à toute la carte (tout ce qui la compose) alors que le terme GPU pour "Graphic Processing Unit" fait seulement référence à la puce de cette même carte graphique.

Il peut y avoir de nombreuses versions d'une même carte graphique, par exemple chez les deux plus gros fabricants de cartes graphiques du marché : Nvidia et AMD vont dévoiler un design de référence et des marques comme MSI, PNY, Gigabyte, Asus et d'autres vont vendre ce design de référence (souvent appeler FE pour Founder Edition).

En plus de ça, ils commercialisent leurs propres designs que l'on va appeler des modèles “custom”, avec par exemple, des systèmes de refroidissement spéciaux, plus de fréquences ou encore en ajoutant du RGB.

Mais entre les FE et les customs cela reste le même GPU, attention il peut aussi y avoir le même GPU sur deux cartes graphique différentes par exemple avec les GTX1070 et GTX1080 où le GPU utilisé est un GP104 basé sur l'architecture Pascal. Mais qu'est ce qu'une architecture ?

Nvidia et AMD dévoilent généralement de nouvelles architectures tout les 2 ans, ces architectures changent la façon dont les composants sont disposés dans la puce du GPU et ceci permet entre autres de mettre plus de transistors, moins de consommation pour plus de fréquences…

C'est pour cela qu'on ne peut pas comparer deux cartes graphiques d'architecture ou de marque différentes uniquement sur les spécifications techniques et qu'il vaut mieux regarder des benchmarks pour se donner une idée des performances des cartes dans votre utilisation.

Commençons dans les spécifications avec le Core Clock qui est la mesure de votre fréquence GPU, mesuré en Hertz.

C'est souvent une mesure assez universelle pour comparer les GPU de même architecture et il est possible de l'augmenter en faisant de l'overclocking mais attention certain modèle “custom” ont plus de fréquences que d'autres donc ils sont overclockés d'usine ce qui constitue en soit un gain de performance.

La version un peu brute est que le Core Clock est le nombre de fois que le silicone oscille par seconde. Par exemple si une carte graphique à 1000MHz cela signifie que le silicone oscille 1 000 000 000 par seconde (giga).

Il y a aussi le Boost clock qui est la fréquence que le GPU peut atteindre sous une certaine charge de travail comme un jeu vidéo par exemple. Mais la fréquence va redescendre si vous atteignez une température trop haute c'est ce qu'on appelle le thermal throttle c'est entre autre pour ça que vous avez besoin d'un bon système de refroidissement pour votre carte car plus elle sera froide moins vous aurez de perte de performance. (Petite précision, le Thermal throttle est surtout présent chez Nvidia mais n'agit pas pareil et à partir de la même température selon les architectures et les modèles.)

Pour la mémoire (Vram) ils y a plusieurs spécifications comme sa vitesse qui ne s'exprime pas en GHz mais en GT/s (Giga transferts par seconde) on pouvais par exemple lire partout des 7GHz sur les GTX980 c'était un abus de langage. La 980 pour l'exemple a de la mémoire GDDR5 à 1.75GHz donc 1.75 milliard de cycle par seconde et la GDDR5 peut effectuer 4 transferts par cycle, donc 1.75Gcycle/s × 4 transferts/cycle = 7GT/s

Le type de Vram, par exemple de la GGDR5, GDDR5X ou encore de l'HBM

Sa quantité est souvent mesurée en Go, attention plus de Vram n'équivaut pas forcément à plus de performances. Par contre en manquer peut vous faire perdre des performances, la quantité qu'il vous en faut dépend de votre utilisation (jeux, résolutions ...)

La largeur du bus mémoire (Memory Bus width ou Memory Interface en anglais) représente la largeur physique du bus mémoire exprimé en Bit. À chaque cycle d'horloge des données sont transférées le long du bus mémoire vers et depuis la Vram. Si on prend un bus mémoire de 256bits (soit 32 octets) à chaque cycle le bus peut faire transiter 32 octets en même temps.

La bande passante de votre mémoire (Memory bandwidth en anglais) qui se calcule entre autres avec les spécifications vues au-dessus est ce qu'on pourrait associer à une route (ou à un tube). Plus ce tube est gros, plus votre GPU peut utiliser efficacement votre Vram. Avoir des Tonnes de mémoire n'apporte rien si votre bande passante est trop faible.

Attaquons les spécifications plus brute avec Les Cuda Core ou Stream Processors chez AMD ce sont les coeurs de votre GPU, comme dans votre CPU qui peut en contenir 4, 8 ou encore 16.

Dans votre GPU, il y a des centaines voire des milliers de coeurs qui sont chargés de traiter les données qui entrent et qui sortent de votre GPU.

Le Cuda (Compute Unified Device Architechure) est un modèle propriétaire de programmation parallèle de Nvidia (celui de AMD étant OpenCL), ce langage est spécifique et peut exploiter le GPU afin d'effectuer des tâches avec de meilleures performances.

En théorie, plus il y a de Cuda core ou de Stream Processors plus il y a de puissance de calcul, mais en réalité les architectures évoluent de telle sorte que les comparaisons entre générations sont souvent non linéaires.

Le nombre de Transistor ou (Transistor Count en anglais) est exactement ce que son nom laisse entendre : c'est le nombre de transistors présents dans votre GPU, plus le nombre est grand mieux c'est mais bon vaut mieux ne pas trop s'en préoccuper à part si vous comptez les compter. Ce nombre est en théorie à mettre en relation avec la finesse de gravure car toujours en théorie, plus on grave fin plus on peut mettre de transistors dans un même espace

La finesse de gravure (ou process node en anglais) rend compte de la miniaturisation des composants, à la base cette mesure était la taille de la plus petite partie d'un transistor the “Gate” ou la moitié de l'espace séparant deux mêmes transistors, ici sur la figure ci-dessous dessiné par Bill Arnold

Provenance image materiel.net

Cette mesure répandue un peu partout par les constructeurs et les fabricants de ces mêmes puces ne veut un peu rien dire à l'heure actuelle et n'indique pas le niveau de performance d'un GPU mais peut dans certains cas expliquer l'augmentation de performances entre deux générations/architectures.

Les TMU (Texture Mapping Units) sont les unités qui appliquent des textures aux polygones générés par votre GPu (Les Raster Engine)

Provenance image OMF

Donc quand vous augmentez les textures de votre jeu c'est tout bêtement les TMU que vous faites travailler.

Les ROPs pour “Render Output Unit” ou “Raster Operations Pipeline” sont une partie du GPU spécialisées dans certaines opérations de calcul effectuées en dernier avant l'enregistrement des images dans la mémoire d'affichage. Elles travaillent quand vous montez l'anti-aliasing, l'anisotropic filtering ou encore la résolution.

Dans une même carte graphique il peut aussi y avoir 2 GPU comme sur HD7990 mais les performances en jeu dépendent de comment les jeux supportent le multi GPU, la technologie de Nvidia pour le multi GPU est le SLI et pour AMD elle se nomme le Crossfire. Vous pouvez aussi utiliser ces technologies avec deux mêmes GPU elle n'est pas réservé aux cartes multi-GPU.

Mais attention sur une carte avec plusieurs GPU le TDP peut être très élevé, mais qu'est ce que le TDP alors ?

Le TDP n'est pas la consommation mais plutôt le maximum de chaleur que peut en théorie produire le GPU lors d'une utilisation normale.

Pour plus d'informations sur son calcul, ce qu'il faut retenir c'est qu'il est surtout utilisé par les fabricants le PC OEM (tout fait) pour savoir comment adapter leurs refroidissements.

Et donc il est peu pertinent de regarder cette mesure pour l'achat d'une alimentation. Il vaut mieux regarder les tests de consommation des cartes graphiques ou la partie "consommation" de la fiche technique si elle existe.

En résumé si toutes ces informations ne vous aident pas à choisir ou comparer les cartes graphiques, c'est normal. Elles sont là pour vous donner une idée globale de ce que vaut la carte mais ne remplaceront jamais les Benchmarks.

Le seul moyen de voir comment une carte se comporte est toujours de la tester.

Pour ça, nous vous invitons à regarder des reviews et des tests de la carte que vous voulez acheter dans votre utilisation : les jeux auxquels vous jouez ou par exemple si vous avez un écran en 4k, ne regardez pas des tests des cartes en 1080p. Et surtout comparez-la aux autres.

Auteur : Janx

Date de dernière mise à jour : 27/01/2021 à 00h47