Les autres composantes d’un GPU

Concentrons nous maintenant sur la création de l’image. Mais parlons auparavant de plusieurs éléments majeurs dans un GPU.

Shaders Engine :

Ces processeurs de flux cités précédemment sont dans un ou plusieurs composants appelés les Shaders Engine. Ces composants sont reliés chacun à 2 unités de calcul assez spéciales appelées les Raster Engine et Geométry Engine (Parfois appelées également les unités de Tesselation).

• Le Raster Engine effectue les calculs de primitives (dont le calcul des triangles avec comme unité de mesure Gtriangles/s)
• Le Geometry Engine effectue des calculs avancés liés au réalisme des textures 3D.

Si un GPU dispose de 2 Shaders Engine, il y aura donc 2 Raster Engine et 2 unités de Tesselation, cela est de mise chez AMD. mais chez Nvidia, l’organisation est variable, ce que nous verrons par la suite.

Shaders engine, Raster engine et unités de tesselation, tout ce groupe est relié à un contrôleur appelé le Setup Engine qui a pour rôle de dispatcher les données envoyées par les pilotes et le système d’exploitation, et les transférer aux unités destinées. S’il s’agit de simple calcul brute à virgule flottante ou de nombres entiers (comme le minage Bitcoin), les données seront envoyés directement au(x) Shader(s) Engine. Si il s’agit de données 3D, ils seront envoyés bien entendu au(x) Shader(s) Engine, aux Raster Engine etc… , mais aussi à d’autres unités que nous allons voir juste après.

TMU :

Comme dit précédemment, les processeurs de flux (ou unités shaders) sont organisés par blocs. Chaque bloc est relié à un groupe d’unités particulières: les TMU. Les unités TMU (Texture Mapping Units) sont dédiées aux calculs des textures 3D de base. Par exemple, les unités shaders calculent une figure géométrique qui représente une pierre, mais elle n’a pas de texture, seulement les arrêtes. On dispose d’un fichier bitmap où se trouve une texture (disons la texture d’une pierre), les unités TMU vont se charger de fusionner la texture présente dans ce fichier pour l’incorporer sur la surface de la figure pour donner comme résultat une vraie pierre. Ceci est bien entendu sa fonction de base depuis toujours, mais il est bien entendu sûr que ses fonctions ont évolué (avec l’évolution des jeux vidéos). L’unité de mesure de performance de calcul des textures est Gtexels/s (Giga-Texels/s ou milliards de textures/seconde).

ROP :

A l’autre bout du GPU (si on veut désigner ainsi) se trouve le dernier rempart : les unités ROP et les contrôleurs mémoires.

Les unités ROP représentent le dernier rempart avant la finalisation de l’image. Elles ont pour rôle de calculer les pixels (l’unité de mesure est le Gpixels/s). Elles sont très importantes et influent grandement sur les performances de la carte graphique. Car plus les unités ROP sont nombreuses et performantes, le GPU sera plus à l’aise dans les jeux vidéos dans de grandes résolutions (par exemple 1920 x 1080 ou 2560 x 1440), car non seulement elles calculent les pixels, mais aussi les différents filtrages graphiques réputés gourmandes dans les jeux actuels. On peut faire référence à l’antialiasing qui permet de corriger les effets d’escaliers, ou encore le filtrage anisotropique qui améliore le netteté de l’affichage (sa valeur va de 1x à 16x voire 32x, c’est à dire qu’un filtrage à 32x, la puce va essayer de calculer une définition d’image 32 fois supérieure à la résolution d’écran affiché, ce qui est une opération très gourmande). Mais un autre paramètre influe sur les performances des ROP, ce sont les contrôleurs mémoires.

Ces contrôleurs sont reliés chacun à un groupe d’unités ROP. Chaque contrôleur a une largeur de 64 bits prenant en charge la DDR et G-DDR. La largeur de bus qu’on révèle dans les spécificités d’une carte, comme 256 bits par exemple, est le total des largeurs des contrôleurs dans la puce. Une largeur de bus de 256 bits indique qu’il y a 4 contrôleurs 64 bits dans la puce. Chaque contrôleur prend en charge deux puces mémoires, une carte avec une largeur de bus de 256 bits (comme une GTX 680) aura donc 8 puces mémoires. Si ce sont des puces de 256 Mo, la carte aura un total de 256 x 8 = 2048 Mo de mémoire.

Maintenant que nous avons fait le tour des composants d’un GPU, concentrons nous sur la transmission de l’image à l’écran.