Que trouve t-on à l'intérieur d'une carte graphique ?

Dans cette petite brève nous allons traiter le sujet des cartes graphiques. Ces gros bouts de métal ou de plastique que l'on met dans notre PC gamer pour avoir de l'affichage mais qu'est-ce qui se trouve à l'intérieur d'une carte graphique ? Ici on ne parlera que des cartes graphiques externes et non IGP (processeur graphique intégré au cpu).

Alors la première chose que l'on voit c'est le refroidissement

Il peut être plus ou moins massif, avec un blower (petit ventilateur comme la carte du bas sur la photo) ou avec 1,2 ou bien même 3 ventilateurs. En théorie, plus il y a de ventilateurs, mieux c'est.

Mais dans l'application il vaut mieux regarder des tests de cartes pour pouvoir comparer les températures. Le refroidissement sert à dissiper la chaleur produite par la puce graphique (GPU) au travers d'un radiateur posé dessus, et les ventilateurs aident à cette dissipation. On peut, par exemple le voir sur notre GTX560 (ci dessous) où ceci est très visible :

Ici, des caloducs (littéralement "tuyaux de chaleur") sont là pour transporter la chaleur au radiateur.

La puce graphique ou GPU (Graphic Processing Unit) est la puce dans votre carte graphique gaming qui va se charger des calculs spécifiques à l'affichage.

On remarque bien qu'il n'y a pas d'IHS (partie recouvrant la plupart des microprocesseur afin d'étendre la surface de contact et donc d'aider la dissipation), ici le refroidissement est directement posé sur le silicium avec seulement de la pâte thermique pour faire la liaison entre les deux. Donc dans un GPU la taille compte car plus le GPU va être grand, plus la dissipation thermique va être aidée.

Le GPU n'est autre qu'un CPU mais pour effectuer des calculs graphiques, ils ont tous les deux des cÅ“urs, une fréquence de fonctionnement et de la ram pour stocker leurs calculs mais pourquoi en a-t-on plusieurs alors ?

Tout simplement car chacun a sa spécialité ; le GPU va traiter des calculs plus "simples" en parallèle car il a plus de cÅ“urs; alors que le CPU va traiter les calculs en série avec moins de cÅ“urs mais plus de polyvalence. L'intérêt de cette distinction est de libérer de la puissance de calcul au processeur (CPU) et donc augmenter la puissance de calcul apparente.

La Vram (Video Ram) est une version spéciale de la DRAM (Dynamic Random Access Memory) donc tout comme la Ram pour votre CPU elle va stocker les informations dont votre GPU a besoin, pour vous envoyer des images à l'écran, comme des textures ou des ombres et lumières par exemple. Il y a une certaine quantité de Vram souvent exprimée en Go.

Plus vous avez de Vram, plus vous pourrez stockez d'information mais attention, plus de Vram n'équivaut pas forcément à plus de performances. Par contre, si vous en avez trop peu, ceci peu entrainer des pertes de performances. Sur la carte graphique en elle-même les Vram ressemblent souvent à des petits rectangles et sont disposés autour du GPU, ici elles sont présentent derrière le PCB (circuit imprimé) de notre carte.

Il y a plusieurs types de connecteurs sur une carte graphique celui primordial reste celui qui va la connecter à la carte mère, ici le PCI-Express

C'est celui-ci qui va pouvoir transmettre les données de la carte graphique à votre carte mère, toutes les normes (PCIE 3.0/ PCIE 2.0 ...) sont compatibles entre elles, la seule chose qui va changer va être la bande passante qui elle, double à chaque fois que l'on augmente d'une génération. Cette magnifique connectique permet aussi d'alimenter la carte graphique, sur des petites cartes on peut se passer de connecteurs d'alimentation et n'être alimenté que par le PCI-Express.

Attention le PCI-Express n'est pas le seul port qui existe pour connecter votre carte graphique à votre carte mère. Avant on utilisait le port AGP (image ci dessus) mais il servait uniquement pour les cartes graphiques, il a été remplacé par notre fameux PCI-express qui est bien plus polyvalent car il ne supporte pas que des cartes graphiques : on peut aussi l'utiliser pour des cartes son, carte d'acquisition ... et il bénéficie aussi de bien plus de débit.

Un plus petit port ressemblant au PCIE est aussi présent mais n'essayez pas de le brancher à votre carte mère, celui-ci sert à interconnecter plusieurs cartes graphiques pour, par exemple, faire du SLI chez Nvidia ou du Crossfire chez AMD, avec par exemple un pont SLI

Comme dit juste avant, le connecteur d'alimentation permet d'alimenter la carte en électricité quand le PCI-E seul ne suffit pas. Il peut y avoir plus ou moins de pins, ici seulement un 6pins est nécessaire mais cela peut aller jusqu'à 3×8pins sur certaines RTX3090 par exemple.

Mais ce courant venu des connecteurs d'alimentation ne va pas nulle part, comme sur une carte mère il y a aussi des VRM (Voltage Regulator Module) qui convertissent la tension envoyée par le connecteur d'alimentation (12v) en une tension plus faible pour alimenter le GPU en lui-même ou encore la VRAM.

Une partie est aussi réservée au stockage d'un bios qui va définir entre autre la Power Limit, ou encore les fréquences de fonctionnement et de Boost et qui est souvent propre à chaque modèle de carte graphique .

Mais tout cela ne serait rien sans sortie vidéo, c'est sur elle que l'on va brancher nos écrans pour profiter de toute la puissance de notre carte graphique il y en a de différentes formes pouvant passer plus ou moins de débits à plus ou moins de fréquences de rafraichissement mais elles ont toutes la même fonction.

Il vous suffit de vérifier avant l'achat qu'il y ait assez de connecteurs pour connecter tous vos écrans et que ceux-ci aient bien la bande passante suffisante et ne brideront pas vos écrans en fréquence de rafraichissement. Actuellement, partir sur du Display port reste le moins contraignant.

Alors finalement une carte graphique est composée de plein de petites pièces qui ont toute une importance capitale et il vaut mieux faire le choix de votre futur partenaire de jeu en ayant conscience de ces petits détails. La phrase qui résumerait tout serait: "qu'une carte graphique est comme un petit ordinateur qui va se charger des calculs graphiques à la place de votre processeur".

Dans cet article nous n'avons pas pu parler de tout ce qui constitue une carte graphique et nous avons fait l'impasse sur des choses qui ne sont plus d'actualité ou peu intéressante à notre goût, par exemple le RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) qui servait à convertir les images dans la VRAM en signaux analogiques pour l'écran mais il est devenu obsolète depuis l'apparition du port DVI donc inutile de le connaitre.

Auteur : Janx

Date de dernière de mise à jour : 21/01/2021 à 16h21