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[TUTORIAL] La Carte a Graphique

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[TUTORIAL] La Carte a Graphique

Message non lupar zafi » 01 Juil 2010, 14:50

Choisir sa carte graphique PC de bureau/PC portable
Une carte graphique est composée essentiellement d'un processeur graphique, le GPU (Graphic Processing Unit), et de mémoire.

La carte graphique est à elle seule un petit PC, dédié aux applications graphiques, indépendant du reste du PC, les seuls liens étant les informations transitant par le port graphique et l'alimentation.

Le choix d'une carte se fait en fonction de ses besoins et aussi de son budget :

* Pour des applications bureautiques, une puce intégrée ou une carte graphique d'entrée de gamme suffit ;
* Pour les applications multimédias, une carte graphique pouvant lire le format vidéo souhaité est impératif ;
* Pour les jeux vidéos 3D , une carte graphique plus performante sera nécessaire ;
* Pour les applications professionnelles 3D , une carte graphique professionnelle est indispensable .



Structure d'une carte graphique

Le composant essentiel qui va déterminer les performances graphiques de la carte est le GPU :
Un GPU moderne est basé sur différentes unités de calcul :

* Processeurs de flux (Stream Processors = SP), effectuant la majorité des calculs sur les pixels,
* Unités de texturing (Texturing Units, TU), en charge des textures de l'image,
* Unités Raster (ROPs), en charge surtout de l'anti-aliasing.



Les plus importantes sont les processeurs de flux : plus le nombre de processeurs de flux est important, plus le GPU sera puissant (pour une architecture donnée).
La référence commerciale de la carte est liée au GPU.

Pour permettre au GPU de stocker ses calculs, il y a la mémoire :

* Elle varie en quantité :
o 512 Mo sont suffisants pour les cartes graphiques d'entrée de gamme actuelles ;
o 1Go sont possibles pour le milieu de gamme, et indispensables pour le haut de gamme ;
o D'une manière générale, plus on joue en haute résolution et filtrages activés, plus il faut de mémoire.
* Elle varie en type :
o G-DDR2, G-DDR3, G-DDR4 ou G-DDR5 : plus le chiffre est élevé, plus la mémoire est rapide. Son type n'a pas de rapport avec celui utilisé pour la RAM du PC : on peut avoir un PC en DDR2 et une carte graphique en DDR5.
* Sa fréquence :
o Plus elle est élevée, plus la carte est performante.



Enfin, pour relier GPU et mémoire, il y a le bus mémoire.
La largeur de ce bus est importante : elle peut être de 64, 128, 256, 384 et 512 bits :
plus le bus est large, plus les échanges entre le GPU et la mémoire seront rapides.
Une carte à bus de 256 bits est plus performante qu'une carte à bus de 128 bits pour un même GPU et une même mémoire, du moins pour les échanges avec la mémoire (filtrages activés en particulier).

On peut classer les cartes en fonction de leur référence commerciale, voir l'article choisir sa carte graphique en fonction de sa référence.

Performances des cartes graphiques en vidéo
Pour la lecture des différents formats vidéo, le décodage complet du format par la carte graphique est le suivant :

* MPEG-2 : toutes les cartes ATI série X 1000 et au-delà, toutes les GeForce série 7000 et au-delà en sont capables,
* MPEG4/h.264 : toutes les cartes ATI série HD 2000 (sauf HD 2900) et au-delà, toutes les GeForce série 8000 (sauf anciennes 8800) et au-delà en sont capables,
* VC-1 : toutes les ATI HD 3000 et toutes les GeForce série 9000 (sauf 9600 GT) en sont capables.



Le MPEG-2 concerne les DVD "standard", le MPEG-4/h.264 et le VC-1 de Microsoft concernent les HD DVD et Blue Ray.

Conseils avant d'acheter sa carte graphique
Les matériels proposés dans les paragraphes suivant sont destinés à un nouveau PC:

si vous souhaitez changer de carte graphique sur un PC déjà existant, il faut faire attention à différentes contraintes de compatibilité, notamment de taille, d'alimentation et de processeur, veuillez lire :
mettre à niveau son PC

attention au piège des différentes mémoires :

* Taille : Prendre une carte graphique avec beaucoup de mémoire ne sert à rien si le GPU est peu puissant : par exemple, 1Go sont inutiles pour une ATI HD 4670 ou HD 5670, ou une nVidia 9500 GT, une GT 220 ou GT240.
* Type : différents types de mémoire sont parfois proposées, pour le même GPU : G-DDR2, G-DDR3 et quelquefois G-DDR5. Par exemple pour la GT 240, certaines ont de la G-DDR5 à 1700Mhz (recommandé), mais d'autres ont de la G-DDR3 900Mhz, moins performante ; on a même vu des versions en G-DDR2 : à fuir !


Choix d'équipements pour PC de bureau à usage bureautique ou multimédia
Actuellement, pour une utilisation bureautique ou multimédia, il est possible de prendre une carte mère à chipset G43/G45 (puce graphique GMA 4500MHD) ou à chipset GeForce 9300/9400 pour CPU Intel, ou à chipset 780G/785G (puce graphique HD 3200/ HD4200) ou GeForce 8200/8300 pour CPU AMD.
Ces puces graphiques intégrées (IGP) sont suffisantes pour la bureautique, et décodent presque tous les formats vidéo actuels, voir leurs performances comparées :
comparatif IGP

Bien que les IGP ne soient pas vraiment prévus pour cet usage, si vous souhaitez jouer à des jeux peu exigeants ou anciens, comme Counter Strike Source ou Quake Live, préférez les GeForce 9300/9400 ou HD 4200 (chipset 785G) .

Choix d'équipements pour PC de bureau à usage jeux
Pour l'entrée de gamme du joueur

- chez ATI, il est conseillé au minimum la HD 5670 G-DDR5 (DX11) à 70/80€ ;
- chez nVidia le bon choix est la GT 240 G-DDR5 (DX10) à 75€ environ.
Associées à un processeur Dual Core récent (AMD Athlon II X2 ou Intel Pentium G), ces cartes ne seront pas limitées sur un écran de 19 pouces (1280 x 1024 ou 1440 x 900 pixels).

Pour les budgets très serrés, il y a la Gainward GT220 512Mo GDDR3 à 50/55€, ou la Sapphire HD 4670 GDDR3 à 60€, mais certains jeux 3D actuels ne passeront pas bien en détails élevés.
A noter : il y a encore de bonnes affaires, comme la GeForce 9800GT 512Mo G-DDR3, qu'on trouve à 70€ : elle est plus ancienne, mais c'est la plus puissante des 4 citées ci dessus.
Pour l'entrée/ milieu de gamme

- la GeForce GTS 250 1Go à 100/110€ environ représente la carte la plus intéressante chez nVidia dans cette gamme de prix. Evolution ultime des 9800 GT/GTX/GTX+ , elle les remplace toutes.
- chez ATI, la Radeon HD 5750 , compatible DX 11, à 90/110€. La HD 4850 512Mo (DX10) est aussi un très bon choix, à 80/90€.
Pour jouer sur un écran de 19" ou 22", il est conseillé de les associer à un processeur Core i3 ou Athlon II X4 pour en tirer toute la puissance.
Pour le milieu/ haut de gamme

- chez ATI, la Sapphire Radeon HD 5770 1Go (DX 11) : 120/150€ ou la HD 5830, version bridée de la HD 5850, que l'on trouve maintenant à 180€ ;
- chez nVidia, la Gainward GeForce GTX 260 Golden Sample 896Mo, à environ 140/160€

Ces cartes graphiques sont conseillées pour écrans de 19 à 24"( 1280 x 1024 à 1920 x 1200 pixels), associées à un Core i5 ou Phenom II X4.
Pour le haut de gamme

- chez ATI, la HD 5850 à environ 250/300€ : compatible DX 11, elle représente sans doute un des meilleurs compromis puissance/prix parmi les cartes DX 11 chez ATI .
- chez nVidia, la Asus Extreme GTX 275 /HTDI 896Mo (DX 10) : 200€ environ : cette carte bénéficie d'un très bon rapport performances/prix

Ces cartes graphiques sont conseillées pour écrans de 22 à 24"( 1680 x 1050 à 1920 x 1200 pixels), associées à un Core i5 750 ou i7 860.
Le très haut de gamme

Il est représenté en mono-GPU par les GTX 280 et 285, et les GTX 470 et 480 chez nVidia, et la HD 5870 chez ATI , et par les cartes à 2 GPU, comme la HD 4870x2 ou la HD 5970 chez ATI, ou la GTX 295 chez nVidia : ces cartes coûtant entre 300 et 500€, elles présentent un rapport performances/prix moins avantageux que la gamme précédente.
Elles sont conseillées pour écrans de 24 à 30 pouces (1920 x 1200 à 2560 à 1600 pixels).
Recommandations

Pour le choix optimal d'un processeur en fonction de la résolution de son écran, veuillez consulter les tableaux de l'article CPU Limited en pratique : recommandation d'association CPU/GPU.

Préférez les nouvelles cartes compatibles DX11, c'est un bon choix pour être prêt à jouer avec Windows 7 aux jeux DX 11, qui vont etre de plus en plus nombreux en 2010.
Il faut comparer leur performances par rapport aux cartes graphiques de génération antérieure sur les benchs de sites spécialisés.

Choix d'équipements pour PC portables
Pour un PC portable, le choix de la carte graphique est d'autant plus important qu'elle ne se change pas, dans la quasi-totalité des cas.
Seuls quelques chanceux ayant une carte graphique au standard MXM pourront arriver à changer leur carte graphique, avec un choix très limité de solutions, voir le site MXM upgrade

Il est donc important de ne pas se tromper au moment de l'achat :)

Mais ce n'est pas facile de bien choisir, car les pièges sont nombreux

1)D'abord, il faut savoir que les appellations de cartes graphiques de portable sont trompeuses, et ne correspondent pas du tout à leur version pour PC de bureau :
par exemple, chez nVidia, une 9600M GT n'est pas comparable à une 9600 GT pour PC de bureau, c'est en fait une 9500 GT pour PC de bureau, et sous cadencée, sous le prétexte du respect de l'enveloppe thermique à ne pas dépasser, et sans doute aussi pour ne pas trop tirer sur la batterie...
En effet, la 9600M GT et la 9500 GT sont toutes 2 basées sur le GPU G96, avec 32 Processeurs de Flux; comparé aux 64 Processeurs de Flux d'une GeForce 9600 GT, c'est moitié moins !
De même, pour les récentes GT 240 et GT 240M, la différence est importante : la GT 240 possède 96 Processeurs de Flux, contre seulement 48 pour la GT 240M, soit ici aussi moitié moins...

Les test comparatifs réalisés par des revues spécialisées trouvent des performances nettement en retrait pour la carte graphique pour PC portables par rapport à la même référence de carte graphique pour PC de bureau :
par exemple, chez ATI, une Mobility HD 5870 donne des performances équivalentes à une HD 5750 de bureau, soit environ moitié moins que la HD 5870 de bureau, et chez nVidia, une GTX 260 M est à peu près équivalente à une GT 240 de bureau...

2)Ensuite, l'astuce commerciale de la mémoire partagée est un piège dans lequel il ne faut pas tomber :
Imaginé il y a plusieurs années pour produire des cartes graphiques avec très peu, voire pas de mémoire dédiée (implantée sur la carte), et qui devaient donc utiliser la RAM du PC, comme une puce graphique intégrée, ce procédé a été critiqué, car c'était assez lent (les échanges entre le GPU et la RAM transitant par le bus graphique) et ca privait le processeur d'une partie de la RAM
Pour plus d'infos à ce sujet, on peut lire l'article : Mémoire partagée
Actuellement, avec la mémoire dédiée plus importante, ca ne sert plus à rien d'un point de vue technique : ca ne rend pas plus puissant la carte graphique .
Il faut simplement s'assurer que la carte graphique possède 512Mo de mémoire dédiée (ou plus) .

Pour notre plus grand bonheur, un site teste toutes les cartes graphiques de PC portables sur une vingtaine de jeux, pour nous éviter d'avoir de mauvaises surprises : Notebookcheck : tests sur jeux
C'est en anglais, mais le tableau se comprend parfaitement, n'hésitez pas à consulter ce site avant tout achat !
Ce même site propose aussi un classement de toutes les cartes graphiques d'ordinateur portable selon 3DMark06 et Vantage : Notebookcheck : Benchmark List


Je recommande donc :
- pour une utilisation bureautique, n'importe quelle puce intégrée genre GMA 950 peut convenir ;
- pour une utilisation multimédia, il faut que la puce graphique décode sans souci les derniers formats vidéo, il est recommandé de prendre une puce genre GMA 4500MHD ;
- enfin, pour le jeu, il est conseillé une carte graphique GT 240M ou Mobility HD 4650 au minimum, si l'on veut jouer en détails élevés à la plupart des jeux sur l'écran 1440 x 900 de son portable.

cartes graphiques professionnelles : nVidia Quattro, ATI Fire GL

Les cartes graphiques professionnelles sont basées sur les même GPU que les cartes graphiques grand public pour jouer, mais avec une différence de taille : le rendu des détails est maximisé pour des applications 3D professionnelles, généralement en OpenGL.

On peut comparer les performances de cartes graphiques Pro, comme la Quattro FX 4500 par rapport à une grand public, la 8800GT :
Performances comparées sur applications Pro
Sur 3D Studio Max et Catia , applications Open GL, la Quattro FX 4500, pourtant basée sur un GPU ancien, le G70, fait nettement mieux que la 8800GT, basée sur le G92, plus récent.
Bien sûr, en jeu Direct X, sur Crysis, les performances s'inversent, la 8800 GT donne 3 fois plus d'images par seconde que la Quattro FX 4500 :
Performances comparées en jeu Direct X
Suivant vos applications, Jeux ou CAO/DAO, vous ne choisirez donc pas le même type de cartes graphiques

Voici un comparatif de cartes graphiques Pro sur des applications professionnelles courantes (AutoCAD, SolidWorks,...) : ATI et nVidia

Amicalement zafi :)
http://www.commentcamarche.net/faq/1074 ... our-son-pc

L'étude porte sur ″ Comment fonctionne une carte graphique sur un PC portable ″ .

Quelques notions élémentaires sont à prendre en considération.

Tout d'abord, c'est quoi un PC portable ? C'est un PC qui n'a pas de fil à la patte, autrement dit, c'est un PC autonome, qui fonctionne par ses propres moyens en ce qui concerne son alimentation, pendant un temps certes limité.

Son alimentation provient d'une batterie interne qui fonctionne en bas voltage avec un débit limité, le temps de fonctionnement de la batterie dépend uniquement de sa capacité. Il faut aussi savoir qu'une batterie ne doit jamais se vider complètement, c'est valable pour tous les types de batteries ( PC portable, téléphone mobile, véhicules routiers, maritimes et aériens ).
Une batterie doit être périodiquement rechargée avec une tension bien précise, un courant défini, le temps de recharge est fonction de la capacité de la batterie, de sa tension et de son courant de charge.

Pour un PC portable, admettons qu'une batterie bien chargée vous donne, en faisant fonctionner le PC portable à 50% de ses possibilités, un traitement de texte par exemple, un temps de fonctionnement de trois heures ... avantage, il y a peut de production de chaleur des composants, donc le rendement est optimal.

Maintenant, vous quittez et fermer votre traitement de texte pour lancer un simulateur, de vol par exemple. La puissance de calcul nécessaire est telle que tous les composants vont fonctionner au maximum de leur possibilité : processeur principal, mémoire vive et composants de la carte graphique. Souvent, le processeur central augmente sa fréquence de travail en augmentant sa tension de travail et si la tension augmente, l'intensité demandée à la batterie augmente. Tension plus élevée, débit plus élevé égalent production de chaleur. Le rendement devient moins bon. La capacité de la batterie ne variant pas, le temps de fonctionnement de l'ordinateur sera diminué de 50%, soit un temps de fonctionnement de une heure et demie.

Si la chaleur engendrée est trop importante, le PC portable passera en mode de survie : curseur inopérant, clavier désactivé et extinction automatique de l'ordinateur.

Un circuit protège la batterie aussi : si le débit est trop élevé ou que sa tension devient trop basse parce qu'elle se vide, la carte-mère le saura et le PC portable passera aussi en mode de survie.

Souvent je lis : mon PC portable, pour éviter les problèmes de batterie qui se vide trop vite, je l'utilise branché sur le secteur !
Grave erreur : car l'alimentation d'un portable est d'abord un chargeur de batterie ! Elle aussi a un débit limité ... en charge, 75% de la puissance de l'alimentation est consacrée à recharger la batterie, le reste est pour les circuits internes du PC ... c'est très dangereux, car si il y a un problème de charge, cela se répercute immédiatement sur les composants du PC portable ...

Donc il convient de faire ceci :
1 : quand la batterie interne du PC portable se charge, je n'utilise pas l'ordinateur, c'est pareil avec un téléphone mobile.
2 : si je veux utiliser le PC portable branché en permanence sur le secteur, j'enlève la batterie interne, une fois celle-ci chargée, mais il faudra vérifier son état de charge tous les mois en la remettant en place dans le PC portable.
( Bien lire le mode d'emploi de l'ordinateur, tous ne permettent pas de le faire ) ...

On voit donc que les composants d'un PC portable ont des possibilités d'alimentation réduites par rapport à des composants d'un PC fixe.

Là, il me faudrait faire le même cours qu'à mes élèves, à savoir comment est fabriqué une carte-mère, je reste à votre disposition pour vous le retranscrire.

Sachez tout de même qu'une carte-mère d'un PC portable a des capacités de tension et de débit d'alimentation très limitées, de plus mécaniquement, les composants doivent être miniaturisés à l'extrême pour en réduire à la fois la dissipation thermique et l'encombrement mécanique.

Ce qui implique que les composants d'un PC portable ne sont pas du tout les mêmes que dans un PC fixe.

Entrons dans le vif du sujet.

Après avoir lu l'excellent article de mon collègue, vous savez qu'une carte graphique a besoin de mémoire vive ...

Cas d'un PC portable dit ″ économique ″ :
Le constructeur alloue une barrette de 1024 Mo en mémoire vive, cas très fréquent pour gagner en place et en autonomie, une barrette consomme moins que 2 , 1024 Mo consomment moins que 2048 Mo.
Premier réflexe du débutant : changer cette barrette de 1024 Mo par une barrette de 2048 Mo sans se préoccuper de ces paramètres : la tension demandée et son débit demandé, donc une augmentation de chaleur, est-ce que le PC portable le supportera ?

A fortiori avec deux barrettes ! Et il est absolument que ces barrettes soient appairées ( référence, quantité de mémoire, fabricant ) - C'est aussi valable pour les PC fixes.
Autre problème : le processeur graphique a besoin pour fonctionner d'une quantité minimale de mémoire vive, par exemple 300 Mo. Dans cette classe de PC, bien souvent, il n'y a pas de mémoire graphique ( gain de place, de réduction d'encombrement mécanique, réduction de la consommation électrique, d'étude de la carte-mère ).

Ce qui implique que le Bios va allouer de force les 300 Mo de mémoire graphique sur la mémoire vive disponible : 1024 Mo – 300 Mo = restera 724 Mo de mémoire vive pour les programmes. Mais il faut aussi déduire la mémoire vive demandée par la mise en route du système d'exploitation, par exemple 400 Mo. Il restera donc que 324 Mo de mémoire vive pour faire tourner un logiciel. Hors bien souvent, on installe un pare-feu et un anti-virus, une partie se loge aussi en mémoire vive, par exemple pour les deux 100 Mo. Finalement, il ne reste plus que 224 Mo ... parfait pour un logiciel pas trop gourmand, un traitement de texte par exemple ... Par contre lancer un simulateur de vol sera très hasardeux ou alors le PC portable va se créer une mémoire virtuelle en créant un bloc de mémoire sur le disque dur qui n'est pas du tout conçu pour un tel usage ...

Cela va chauffer de partout, ce n'est plus un PC portable, c'est un grille-pain que l'on va obtenir !
Le PC fonctionne en mode ″ mémoire partagée ″ .


Cas d'un PC portable dit ″ haut de gamme et de nouvelle conception ″ :
Là, c'est beaucoup plus cher à l'achat, mais plus économique à l'usage ...
Ils sont beaucoup plus grands, plus lourds ..
Les composants sont presque identique à ceux des PC fixes, tout du moins en ce qui concerne les principaux : processeur principal, processeur graphique. Mais ils sont bridés au niveau de l'alimentation. Bridage égal moins d'échauffement car tension et débit plus faible, donc fréquences de travail plus faibles aussi. Pas question de les ″ overcloquer ″, faute de quoi la carte-mère grille !
Par contre, il y a au moins une mémoire vive de 2048 Mo, et on peut installer une paire de barrettes de mémoire vive sans trop de problème.
Mais surtout, la mémoire vive vidéo est installée et ce en quantité largement suffisante.
Donc faire tourner un simulateur de vol dessus reste envisageable, mais en limitant ses possibilités, et surtout pendant un temps très limité à cause de la consommation du PC portable et donc de l'élévation interne de sa température ... les sécurités sont les mêmes que celles du PC ″ économique ″ ...

Merci a Volpartout pour ce complément d'information sur le sujet
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