Qu'est-ce qu'une carte graphique intégrée ?

L'infographie moderne, avec la vidéo haute définition et le rendu 3D détaillé dans les jeux vidéo et les applications professionnelles, est un travail exigeant. Bien qu'une unité centrale puisse créer ("rendre") des graphiques, elle ne dispose pas de l'architecture adéquate pour le faire rapidement et efficacement.

C'est la raison pour laquelle nous avons les GPU, conçus dès le départ pour exceller dans le type de mathématiques nécessaires pour calculer les valeurs correctes de millions de pixels des dizaines ou des centaines de fois par seconde. Un GPU est présent dans presque tous les appareils informatiques, des PC aux smartphones.

Les seuls ordinateurs dépourvus de GPU sont généralement des serveurs "sans tête" qui sont télécommandés et n'effectuent que des tâches adaptées aux CPU. Toutefois, même cette situation est en train de changer, car les GPU sont désormais utilisés pour d'autres tâches que le graphisme. Aujourd'hui, tout ordinateur qui émet vers un écran est presque certainement équipé d'un GPU spécialisé.

Dans le cas d'un ordinateur portable ou d'un ordinateur de bureau, la fiche technique indique souvent que l'ordinateur est équipé d'une carte graphique "intégrée" ou "dédiée". Il existe une grande différence entre ces deux approches de l'intégration d'un GPU dans un ordinateur.

Un GPU dédié est comme un ordinateur autonome, avec son propre processeur indépendant et sa propre solution de refroidissement. Les GPU dédiés disposent également de leur propre matériel de gestion de l'alimentation et de leur propre mémoire.

Dans un ordinateur de bureau, les GPU dédiés sont montés sur leur propre carte de circuit imprimé, appelée carte graphique. La carte s'insère dans la carte mère de l'ordinateur et a souvent besoin de plus d'énergie que celle qui peut être fournie par l'emplacement de la carte. Elle peut donc disposer de ses propres connexions d'alimentation dédiées à partir du bloc d'alimentation de l'ordinateur.

Les cartes graphiques dédiées des ordinateurs portables se présentent parfois sous la forme d'un boîtier amovible, comme les modules GPU pour ordinateurs portables MXM (aujourd'hui abandonnés). Il est plus courant qu'ils soient soudés directement à la carte mère, mais toujours dédiés en tant que composants distincts du CPU, avec leur propre refroidissement, leur propre mémoire et leur propre alimentation.

Un GPU intégré, en revanche, doit tout partager avec le CPU. C'est pourquoi on l'appelle souvent GPU embarqué. Il se trouve dans le même boîtier de processeur, est refroidi par le même dissipateur thermique et partage la même mémoire système que le CPU. La carte mère fournit le matériel de sortie d'affichage qui vous permet de brancher un moniteur, mais tous les "cerveaux" du GPU se trouvent dans le boîtier du CPU.

Presque toutes les unités centrales d'ordinateurs disposent aujourd'hui d'un GPU intégré, à l'exception des unités centrales haut de gamme. Le modèle de GPU intégré est le type de GPU le plus courant pour plusieurs raisons.

La première est le coût. Graver un GPU dans le silicium d'un processeur n'est pas très coûteux. L'intégration d'un GPU dans chaque unité centrale réduit les coûts des autres parties du système bien plus qu'elle n'augmente le coût du GPU lui-même. Par conséquent, les systèmes qui utilisent un GPU intégré sont nettement moins chers que ceux qui utilisent une solution dédiée.

La deuxième raison est la complexité, qui est particulièrement importante pour les ordinateurs portables, où chaque millimètre cube de volume compte. L'intégration du GPU dans le processeur signifie que les ordinateurs portables peuvent être beaucoup plus petits car ils n'ont pas besoin de tout le matériel supplémentaire pour refroidir, alimenter et connecter un ensemble de puces entièrement séparé.

Le troisième pilier de la conception d'un GPU intégré est l'efficacité énergétique. Il est beaucoup plus facile de gérer la consommation d'énergie d'une seule puce intégrée que d'équilibrer les besoins de deux puces séparées. Comme le GPU et le CPU sont étroitement intégrés, ils peuvent s'adapter parfaitement au TDP (Thermal Design Power) de l'unité centrale.

Les ordinateurs portables dotés de GPU dédiés disposent généralement aussi de GPU intégrés. Le système d'exploitation passe dynamiquement de l'un à l'autre en fonction de l'application utilisée, ce qui signifie que vous ne consommez pas l'énergie de la batterie en utilisant un GPU haute performance pour faire des feuilles de calcul.

Les cartes dédiées ont un potentiel de performance bien plus élevé que les cartes intégrées.

La taille physique d'un GPU dédié peut être plus grande, avoir un budget énergétique beaucoup plus important et atteindre des températures plus élevées en toute sécurité. Il a également accès à une mémoire spécialisée et très performante conçue pour les applications graphiques.

Pendant longtemps, les GPU intégrés ont été synonymes de performances médiocres, et mieux adaptés aux tâches de productivité de base et à un usage multimédia limité.

Toutefois, depuis que la technologie des GPU a amélioré les performances des cartes graphiques intégrées, la plupart des utilisateurs, y compris les joueurs occasionnels, n'ont plus besoin de GPU dédiés, à ceci près que les GPU dédiés sont aujourd'hui encore beaucoup plus rapides que les GPU intégrés.

Un autre type de GPU intégré peut se trouver dans les SoC (System-on-a-Chip). Les SoC ne se contentent pas d'intégrer le CPU et le GPU dans le même boîtier, ils intègrent également la mémoire du système et souvent même le stockage.

Étant donné que les systèmes sur puce sont conçus en fonction d'objectifs de performance totale spécifiques, les GPU qu'ils intègrent peuvent être de grande taille. Le SoC M1 d'Apple, par exemple, a plus de puissance graphique qu'une Playstation 4, alors que le CPU parvient encore à rivaliser avec les CPU d'ordinateurs portables haut de gamme.

Les consoles de jeux modernes intègrent des CPU et des GPU très performants dans le même boîtier, mais sont conçues pour dissiper l'énorme quantité de chaleur qui en résulte.

Si les performances sont ce qui compte le plus pour vous en matière de graphisme, vous devriez acheter un ordinateur de bureau doté d'une carte graphique dédiée. Si l'autonomie de la batterie, le coût, la chaleur et le bruit vous importent le plus, une solution intégrée est probablement ce qu'il vous faut.

Les utilisateurs d'ordinateurs de bureau ont la possibilité d'ajouter un GPU dédié à leur système, à condition que votre carte mère dispose de l'emplacement adéquat et que votre bloc d'alimentation et votre châssis soient à la hauteur. Vous pouvez donc essayer le GPU intégré à votre CPU pour voir s'il répond à vos besoins.

En fin de compte, le plus important est que vous vous renseigniez sur les capacités de performance du GPU intégré dont est doté le processeur que vous envisagez d'acquérir. Vous pourriez être surpris par la puissance de ce petit processeur.