Numérique · Compétences informatiques
Carte graphique (GPU)
La carte graphique calcule les images affichées à l’écran grâce à son processeur graphique, le GPU. Conçue pour des milliers de calculs en parallèle, elle sert aussi au montage vidéo et à l’intelligence artificielle.
Mis à jour le 3 min de lecture
Chaque image affichée par un écran (des millions de pixels, rafraîchis 60 fois par seconde ou plus) doit être calculée. Pour une fenêtre de traitement de texte, c’est modeste ; pour un jeu en 3D, une vidéo 4K ou un logiciel de modélisation, c’est colossal. Ce travail est confié au processeur graphique, ou GPU (graphics processing unit).
Le GPU, un calculateur massivement parallèle
Le processeur central (CPU) compte quelques cœurs puissants et polyvalents. Le GPU, lui, contient des milliers de petites unités de calcul qui exécutent la même opération sur un grand nombre de données à la fois : calculer la couleur de chaque pixel, la position de chaque sommet d’un objet 3D.
| CPU | GPU | |
|---|---|---|
| Nombre de cœurs | Quelques-uns à quelques dizaines | Des milliers d’unités simples |
| Point fort | Tâches variées, logique complexe, enchaînements | Calculs identiques et massifs en parallèle |
| Analogie | Quelques experts polyvalents | Une armée d’exécutants |
Cette architecture s’est révélée idéale pour d’autres calculs que l’image. Depuis le langage CUDA de Nvidia (2007), les GPU servent au calcul scientifique, puis, à partir de 2012, à l’entraînement des réseaux de neurones : l’essor actuel de l'intelligence artificielle repose en grande partie sur eux.
GPU intégré ou carte dédiée
| GPU intégré | Carte graphique dédiée | |
|---|---|---|
| Emplacement | Dans la même puce que le processeur | Carte séparée (ou puce séparée dans un portable) |
| Mémoire | Partage la mémoire vive de l’ordinateur | Mémoire propre (VRAM) |
| Consommation | Faible | De quelques dizaines à plusieurs centaines de watts |
| Usages | Bureautique, vidéo, jeux légers | Jeux exigeants, 3D, montage, IA |
| Prix | Inclus | De 200 € à plus de 2 000 € |
Les GPU intégrés ont beaucoup progressé, notamment dans les puces Apple Silicon et les processeurs récents d’AMD et d’Intel : ils suffisent pour la grande majorité des usages et pour les jeux peu gourmands.
Les composants d’une carte graphique
- Le GPU lui-même.
- La mémoire vidéo (VRAM, de type GDDR6 ou GDDR7 sur les cartes grand public, HBM sur les accélérateurs de centres de données) : elle stocke textures, images et modèles.
- Le système de refroidissement : ventilateurs et radiateur, souvent volumineux.
- Les sorties vidéo : HDMI, DisplayPort.
- Le connecteur PCI Express vers la carte mère et, pour les modèles puissants, des connecteurs d’alimentation supplémentaires.
Le marché
Trois fabricants conçoivent les GPU des ordinateurs : Nvidia (gammes GeForce pour le grand public, puces dédiées aux centres de données), AMD (Radeon) et Intel (Arc). Les smartphones intègrent des GPU conçus par Apple, Qualcomm, Arm ou d’autres. Nvidia domine très largement le marché des puces pour l’IA, ce qui en a fait l’une des entreprises les plus valorisées au monde.
Le terme « GPU » a été popularisé par Nvidia en 1999 avec la GeForce 256. Les techniques récentes incluent le ray tracing (calcul réaliste des reflets et de la lumière) et l'upscaling par IA (DLSS chez Nvidia, FSR chez AMD, XeSS chez Intel), qui calcule une image en basse résolution puis l’agrandit pour gagner en fluidité.
Choisir une carte graphique
- Définir l’usage : sans jeux ni 3D, un GPU intégré suffit.
- Résolution et fluidité visées pour les jeux : 1080p, 1440p ou 4K, 60 images par seconde ou plus. La 4K exige une carte haut de gamme.
- Quantité de VRAM : 8 Go deviennent justes pour les jeux récents en haute qualité ; 12 à 16 Go offrent de la marge. Pour l’IA locale, la VRAM est souvent le critère décisif.
- Compatibilité : place dans le boîtier, puissance de l’alimentation, connecteurs.
- Logiciels : certains logiciels de montage, de 3D ou d’IA sont optimisés pour un fabricant précis.
- Comparer avec des tests indépendants dans les jeux ou logiciels visés, plutôt que sur des chiffres théoriques.
Questions fréquentes
Une carte graphique accélère-t-elle tout l’ordinateur ?
Non. Elle accélère l’affichage, les jeux, la 3D, le montage vidéo et les calculs d’IA compatibles. Pour la bureautique et la navigation, le processeur, la mémoire vive et le SSD comptent davantage.
Pourquoi les cartes graphiques sont-elles si chères ?
Les puces haut de gamme sont gravées avec les procédés les plus avancés, et la demande pour l’IA et, par le passé, le minage de cryptomonnaies a fortement tendu le marché.
Peut-on ajouter une carte graphique à un ordinateur portable ?
Généralement non, la puce est soudée. Il existe des boîtiers externes reliés en Thunderbolt ou USB4, coûteux et moins performants qu’une carte installée dans un PC de bureau.