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Glossaire Cartes Graphiques : Tout comprendre à l’univers des GPU

Lorsque l’on s’intéresse au hardware, aux cartes graphiques ou même tout simplement au gaming sur PC en général, il arrive toujours un moment où l’on tombe sur un (et même sur sur plusieurs…) mot que l’on ne comprend pas du tout, ou alors pas vraiment. FPS, Fréquence, overclock… Certains termes techniques sont connus d’une majorité de gamers. Mais lorsque l’on se penche avec précision sur ces sujets, le jargon technique plus poussé pointe rapidement le bout de son nez.

Pour vous permettre d’avoir les idées claires et de comprendre parfaitement nos articles et les descriptifs des cartes graphiques, voici donc un glossaire complet à leur sujet. Vous pourrez ainsi vous informer et faire vos achats en toute connaissance de cause. Dans ce glossaire, vous trouverez une définition générale pour chaque mot, mais aussi les principaux points à savoir pour éviter les erreurs courantes.

Notez qu’en complément vous trouverez sur le site un glossaire pour tout comprendre à l’univers des processeurs.

AMD: AMD ou Advanced Micro Devices est un fabricant américain de semi-conducteurs, de microprocesseurs et de cartes graphiques qui a vu le jour à la fin des années 60. 

Aujourd’hui, AMD est le deuxième fournisseur de microprocesseurs pour PC à architecture x86 après Intel, ainsi que le deuxième fournisseur de processeurs graphiques derrière Nvidia. C’est à AMD que l’on doit les GPU Radeon RX, qui  se vendent actuellement comme des petits pains en plusieurs séries, notamment les 6000, les 5000 et les 500.A ce niveau, le fleuron de la marque est actuellement la Radeon RX 6900 XT.

Ampère : la technologie Ampere est une microarchitecture de GPU développée par Nvidia pour ses nouvelles séries de cartes graphiques. Elle a succédé à la microarchitecture Turing et elle est au cœur des nouvelles cartes graphiques GeForce RTX série 3000. Ces cartes figurent parmi les plus puissantes actuellement. Ainsi les RTX 3060, 3070, 3070 Ti, 3080 et 3090 sont toutes sous architecture Ampere.

Core Clock: le Core Clock est la fréquence de la puce du processeur de la carte graphique. Il ne faut pas la confondre avec la Memory Clock qui est elle la fréquence de la mémoire de la carte graphique. Plus la fréquence de la puce est élevée, plus la carte graphique est capable de traiter les informations efficacement. En overclockant sa carte graphique, on peut augmenter à la fois la fréquence du Core et la fréquence de la mémoire. L’overclocking de la puce est bien plus efficace cependant.

Crossfire: CrossFire est le nom de la technique d’AMD permettant d’utiliser plusieurs cartes graphiques sur une seule et unique carte-mère. Avec une carte-mère et des cartes graphiques utilisables en crossfire, il est donc possible selon les situations de faire des économies ou d’atteindre des performances de très haut niveau. Notez que Nvidia permet aussi d’utiliser plusieurs cartes graphiques sur une seule et unique carte-mère. Mais avec cette marque on parle alors de SLI ou de NVLink.

CUDA: CUDA, ou Compute Unified Device Architecture, est à la fois un cœur de calcul parallèle et une interface de programmation d’applications créée par Nvidia. Ce système permet aux développeurs d’avoir un meilleur contrôle sur les ressources physiques à leur disposition en passant directement par les puces des cartes graphiques. Cela est très efficace pour optimiser le rendement de certaines animations, notamment pour tout ce qui s’agit des fumées, des fluides, etc.

Direct X: DirectX est une collection de bibliothèques sous Windows destinée à la programmation et à l’utilisation des applications multimédia, et en particulier des jeux vidéo. Une bibliothèque logicielle est une collection de routines déjà prêtes à être utilisées par des programmes afin de gagner du temps et d’optimiser le stockage et la mémoire. La dernière version en date est DirectX 12. Elle est aujourd’hui disponible gratuitement sur Windows 10. Elle prend en charge la dernière génération de cartes graphiques ainsi que les derniers jeux disponibles.

DLSS: DLSS, ou Deep Learning Super Sampling, est une technologie liée à l’intelligence artificielle récemment développée par Nvidia en vue d’améliorer les performances en jeu avec des paramètres graphiques élevés. Concrètement, avec le DLSS le GPU calcule l’image à une résolution plus faible que celle désirée. L’image est alors automatiquement améliorée via une intelligence artificielle et la résolution apparaît plus élevée qu’elle ne l’a été calculée par le processeur graphique. La technique a été notamment popularisée par le jeu Cyberpunk 2077.

Finesse de gravure nm (Nanomètre) : Souvent, les fabricants de GPU veulent indiquer la puissance et les performances de leurs créations par leur finesse de gravure. Elle est calculée en nanomètre, soit un milliardième de mètre. On trouve aujourd’hui des puces avec une finesse de gravure de 10, 7 ou même 5 nm. Concrètement, il s’agit de la taille de l’écriture des informations gravées sur les transistors. Mais bien entendu, pour se faire une idée précise de l’efficacité d’une puce, la finesse de gravure ne suffit pas. Il faut également se pencher sur la densité de transistors présents, et sur beaucoup d’autres données. Le plus fiable reste toujours de consulter les benchmarks lorsque l’on souhaite connaître les performances véritables d’un GPU.

FPS/Framerate : Le framerate est le nombre d’images par seconde que le jeu diffuse à l’écran. Pour faire simple, on peut dire que plus le framerate est grand, plus le jeu peut tourner de manière fluide. Le framerate d’un jeu est généralement exprimé en FPS, ou Frame Per Second en anglais. En jouant sur PC, on cherche ainsi souvent à optimiser les FPS en modifiant la beauté des graphismes et la résolution. En général, un score de 60 FPS est idéalement recherché par le joueur pour obtenir un très bon confort de jeu. Une carte telle que la RTX 3090 atteint les 60 FPS en 4K dans la plupart des situations.

Frametime: A ne pas confondre avec le framerate qui désigne le nombre d’images par seconde, le frametime est le temps que met une image à apparaître à l’écran. Évidemment, cela est extrêmement court ! Cela se compte en millisecondes. Mais de telles variations restent malgré tout visibles à l’œil nu. Si le frametime est mauvais, on peut tout à fait avoir un bon FPS et avoir un jeu désagréable à jouer et à regarder. On dit alors que le jeu stutter (bégayer en anglais).

Fréquence Base / Boost : L’immense majorité des puces en vente actuellement sont décrites avec deux fréquences d’utilisation : la fréquence base et la fréquence boost. Sans grande surprise, on peut dire que la fréquence de base est celle utilisée par la puce lorsque l’on ne lui demande pas de faire de trop grands calculs. La fréquence en boost est celle utilisée lorsque l’on commence à lui en demander davantage, notamment en jouant à un triple A. Avoir deux fréquences disponibles permet de faire des économies d’énergies et de gagner en durabilité sur le long terme.

GDDR6: La GDDR6, ou Graphics Double Data Rate version 6 est un type de mémoire pour carte graphiques. Succédant à la GDDR5, elle est apparue avec la dernière génération des RTX en 2018. Par rapport à la GDDR5, elle permet de réaliser environ 35% d’énergie grâce à une tension plus efficace. Mais la principale innovation se situe surtout au niveau de la bande passante qui est en moyenne de 15 Gb/s contre 12 Gb/s en version 5.

GDDR6X: la GDDR6X est un type de GDDR6 améliorée. Elle est notamment présente sur les RTX 3080 et 3090. Elle utilise une modulation du signal dite PAM4 grâce à laquelle elle peut en théorie doubler la quantité d’information transmise. Elle atteint en outre une bande passante allant jusqu’à 21 Gb/s au maximum.

GeForce : GeForce est une série de cartes graphiques extrêmement populaires créées par Nvidia en 1999. La première GeForce était la GeForce 256.  Elle était alors la première carte graphique grand public à pouvoir prendre en charge l’intégralité des calculs graphiques. Depuis, de nombreux modèles de GeForce ont été créés, jusqu’à la dernière série en date apparue en 2020, la série des 30 qui comprend notamment les 3060, les 3070, les 3080 et les 3090.

GPU : Le GPU, ou Graphics Processing Unit, ou encore processeur graphique, est une unité de calcul entièrement dédiée aux éléments graphiques. Elle se présente sous la forme d’une puce que l’on retrouve sur les cartes graphiques, mais aussi sur certains processeurs avec puce graphique dédiée tels que le Ryzen 5 Pro 4650G. Ainsi, il faut comprendre que le GPU ne désigne pas la totalité d’une carte graphique. On trouve plusieurs éléments en lien avec le GPU sur une carte graphique, notamment la mémoire en format GDDR et la ventilation. L’un des éléments importants à prendre en compte lorsque l’on se renseigne sur un GPU est par exemple sa fréquence ainsi que sa finesse de gravure.

GTX : GTX, ou Giga Texel Shader eXtreme, désigne une série de cartes graphiques lancées par Nvidia en 2008 sous la série 200 avec la GTX 260. Basés sur une architecture Turing, les GTX ont depuis été remplacées par les RTX, qui sont sous architecture Ampere. Mais il est encore possible de se faire plaisir avec une GTX ! La présence d’une mémoire en format GDDR6, notamment, ont permis à ces cartes de bien tenir le coup sur la durée. Plusieurs cartes graphiques légendaires signées Nvidia étaient des GTX, en particulier la GTX 1080.

Infinity Cache : L’Infinity Cache est l’une des fonctionnalités phares de la dernière architecture des cartes graphiques AMD, la RDNA 2. Il s’agit d’un système de cache visant à améliorer l’efficacité et les performances de la carte graphique en 4K et en 1440p. Concrètement, il s’agit d’un amplificateur de bande passante qui parvient ainsi à fournir jusqu’à plus de 3 fois la bande passante du GDDR6. Pour ce faire, le cache peut être vu par l’ensemble du noyau graphique, afin d’accéder instantanément aux données pour un rendu plus rapide. Ce système se trouve dans la série des Radeon RX 6000. La RX 6900 XT, la RX 6800 XT et la RX 6800  embarquent un Cache Infinity de 128 Mo. La RX 6700 XT a quant à lui un Cache Infinity de 96 Mo.

Memory Clock : La Memory Clock est  la fréquence de la mémoire de la carte graphique. Il ne faut pas la confondre avec la Core Clock, qui est la fréquence du processeur de la carte. Plus la fréquence de la mémoire est élevée, plus la carte graphique est capable de faire circuler les informations rapidement. En overclockant sa carte graphique, on peut augmenter à la fois la fréquence du processeur et la fréquence de la mémoire. Mais la Memory Clock n’est pas aussi importante que la Core Clock pour pouvoir obtenir de meilleures performances. Le plus utile pour améliorer les performances est généralement d’overclocker le processeur.

MHz: Le mégahertz, abrévié en MHz, est une unité de mesure de fréquence du système international valant un million de hertz. Or, un hertz est une mesure de fréquence de répétition équivalant à une fois par seconde. Pour comprendre il faut savoir que le courant électrique des puces est alternatif. Pour fonctionner, la polarité des bornes est inversée plusieurs fois par seconde. Pour faire simple, on peut dire que plus l’inversion de polarité est rapide, plus une puce est capable de produire ses calculs rapidement. Ainsi, plus la fréquence d’une puce est élevée, plus elle est efficace. Aujourd’hui, les fréquences d’un processeur graphique se situent généralement aux alentours des 1000-1500 Mhz, parfois exprimés en Ghz, soit 1 Ghz, ou 1,5 Ghz.

Nvidia: Nvidia est un fabricant américain spécialisé dans la conception de cartes graphiques et de puces graphiques. Créée en 1993, cette société est aujourd’hui leader sur le marché des cartes graphiques. En 2019, le chiffre d’affaires de Nvidia s’élevait ainsi à près de 12 milliards de dollars.

C’est à Nvidia que l’on doit les fameuses cartes graphiques GeForce, qui se vendent actuellement comme des petits pains en plusieurs séries. La dernière série en date est apparue en 2020. Il s’agit de la série des 30 comprenant notamment les 3060, les 3070, les 3080 et les 3090. Ces cartes graphiques sont basées sur une architecture Ampere.

NVLink : NVLink est un système proposé par Nvidia et permettant d’utiliser deux cartes graphiques de la marque en parallèle d’une manière extrêmement optimisée. Mais sur la dernière génération de la marque, le système n’est disponible que sur la 3090. Autant dire que cette utilisation reste donc extrêmement marginale. Sachez malgré tout que le NVLink a été particulièrement pensé pour offrir des performances indépassables au niveau de l’IA.

OpenGL : OpenGL, ou Open Graphics Library, est un ensemble de fonctions de calcul d’images 2D et 3D créé par Silicon Graphics en 1992. Il s’agit concrètement d’une interface de programmation disponible sur de nombreuses plateformes. Elle est encore généralement utilisée dans la conception des jeux vidéo. Elle est en outre libre d’accès et elle fait partie du domaine public.

Aujourd’hui, nous en sommes à la version 4.0 d’OpenGL. Elle est progressivement remplacée par l’interface Vulkan. Sur cette version, les pilotes sont simplifiés et le processeur contrôle le GPU directement.

Overclock : l’overclocking, ou surcadençage, est une manipulation  visant à augmenter la fréquence du Core Clock  ou de la Memory Clock d’une carte graphique au-delà de sa fréquence recommandée afin d’en augmenter les performances.

En effet, en augmentant sa cadence, un processeur peut réaliser davantage d’instructions par seconde, et ainsi exécuter ses taches plus rapidement. On peut ainsi espérer obtenir des performances jusqu’à 20% supérieures avec un bon overclocking. Mais en augmentant la fréquence d’un processeur, on augmente automatiquement sa production de chaleur et on risque de l’abîmer, voire de le casser, si on ne fait pas les choses correctement.

PCIe : Le PCI Express, ou PCIe, est un standard de port sur carte-mère développé par Intel en 2004. Il sert à connecter des cartes d’extension, notamment les cartes graphiques sur la carte-mère d’un ordinateur. Aujourd’hui, les ports PCIe les plus fréquents sont les 3.0 et les 4.0. L’immense majorité des nouvelles cartes graphiques sont créées pour être branchées sur des ports 4.0. Mais certaines cartes-mères sont encore sous le standard 3.0. Il faut donc faire attention aux types de ports compatibles lorsque l’on souhaite changer de carte graphique ou se créer un nouveau PC sur-mesure.

Radeon RX: Les Radeon RX sont des séries de cartes graphiques créées par la marque AMD. Elles sont à AMD ce que la série des RTX est aux Geforce de Nvidia. Il s’agit en effet de la dernière famille de cartes graphiques de la marque. Parmi les Radeon RX, on trouve les séries des RX 6000, RX 5000 et RX 500. Les plus prisées actuellement sont les AMD Radeon RX 6700 XT, 6800 XT et 6900 XT. Une 6900 XT possède par exemple 16 Gb en GDDR6 et des fréquences base/boost de 1825/2250 MHz

Rasterization: la rasterization, rasterisation ou matricialisation est un procédé qui consiste à convertir une image vectorielle en une image matricielle destinée à être affichée sur un écran. Avec le raytracing, la rasterisation est aujourd’hui l’une des principales techniques de rendu 3D. En simplifiant les choses au maximum, on peut dire que les scènes en 3D sont stockées dans la mémoire sous forme vectorielles. Elles doivent être converties en format matriciel pour pouvoir être affichées à l’écran. Pour cela, de nombreux calculs sont nécessaires. Parmi ceux-ci on compte notamment le buffering, l’application des textures, les shaders, ou encore l’anticrénelage.

Ray tracing: Avec la rasterisation, le ray tracing est l’une des principales techniques de rendu 3D actuelles. Signifiant lancer de rayons, le ray tracing  est une technique de calcul d’optique par ordinateur qui vise à simuler le parcours de la lumière dans l’espace. Cela permet notamment de copier les phénomènes de réflexion et de réfraction afin de reproduire au mieux certains phénomènes naturels tels que les déformations des objets dans l’eau, à travers la pluie, sur des surfaces réfléchissantes, à travers la brume, etc.

RDNA : RDNA est le nom donné aux nouvelles microarchitectures des GPU créées par AMD. Actuellement, les GPU créés par AMD sont sous architecture RDNA 2. Par rapport à la RDNA première du nom, l’architecture RDNA 2 introduit des avancées sous la forme d’une unité de calcul améliorée, d’un nouveau pipeline visuel et de l’Infinity Cache. La bande passante ainsi que la gestion du ray tracing ont également été considérablement améliorées.

RTX: RTX désigne la nouvelle série de cartes graphiques lancées par Nvidia en 2018, notamment avec la 2080. Les premières RTX étaient basées sur des architectures Turing, mais actuellement les nouveaux modèles sont sous architecture Ampere. Outre la 2080, les RTX les plus célèbres actuellement sont apparues en 2020. Il s’agit des GeForce de la série des 30, à savoir les 3060, 3070, 3080 et 3090.

SLI : SLI, ou Scalable Link Interface, est le nom d’une technique relativement ancienne de Nvidia permettant de brancher plusieurs cartes graphiques sur une seule carte-mère et de les faire travailler simultanément en maximisant leurs performances. Avec une carte-mère et des cartes graphiques utilisables en SLI, on peut faire des économies ou atteindre des performances inégalables autrement. Aujourd’hui, il existe une technique similaire permettant de coupler des cartes graphiques Nvidia de dernière génération qui est appelée NVLink.

AMD permet aussi d’utiliser plusieurs cartes graphiques sur une seule carte mère. On parle alors de Crossfire.

TDP : Le TDP (Thermal Design Power), ou enveloppe thermique, est le transfert thermique vers l’extérieur dont doit pouvoir bénéficier un composant pour fonctionner correctement. C’est donc en gros la chaleur qu’il dégage. Il est exprimé en Watts. Connaître le TDP est important pour le processeur et pour le GPU. Plus le TDP est petit, mieux c’est. En effet, un petit TDP équivaut à un petit transfert de chaleur. Le refroidissement nécessaire et l’augmentation de chaleur générale est donc moindre. Un bon TDP pour une carte graphique récente se situe entre 200 et 300 W. Mais les cartes graphiques les plus gourmandes comme la 3090 affichent un TDP de 350 W en Founder’s Edition… Il faut alors que les constructeurs fassent des cartes avec d’excellents systèmes de refroidissement intégrés.

TFLOPS: Pour comprendre TFLOPS, ou TeraFLOPS, il faut avant tout comprendre les FLOPS. Il s’agit littéralement du nombre d’opérations en virgule flottante par seconde (en anglais : FLoating-point Operations Per Second). C’est donc une mesure qui permet de connaître la rapidité de calcul en virgule flottante d’un processeur.. La plupart des puces, en particulier les GPU, incluent une unité de calcul en virgule flottante destinée à effectuer ce type d’opération. Plus le FLOPS est important, plus la puce peut faire des calculs en virgules flottantes rapidement. Par exemple, en 2020 Nvidia a obtenu une puissance de 19,5 TFLOPS avec avec une plateforme Ampere et une carte A100 de 826 mm².

Ti : Ti est un diminutif accolé sur certains modèles de GeForce, tels que la 3070 Ti, l’un des excellent modèles proposés actuellement par Nvidia. Rien de compliqué ici. Une version Ti d’un modèle existant est tout simplement une version légèrement améliorée. Cela permet d’avoir une carte de meilleure qualité sans avoir à passer au modèle supérieur. Une 3070 Ti peut ainsi être vue comme une carte à mi chemin entre la 3070 et la 3080. Elle ne vaut qu’une centaine d’euros de plus qu’une 3070 alors que de nettes améliorations ont été apportées sur le traitement des technologies de ray tracing et de DLSS. 

Undervolting: L’undervolting est l’une des deux techniques d’ajustement dynamique de la tension des processeurs. Elles sont notamment utilisées pour optimiser les performances de son GPU. L’undervolting permet ainsi de réduire la consommation d’énergie, tandis qu’une augmentation de la tension est généralement utilisée pour augmenter la fiabilité d’un système. Grâce à l’undervolting, on peut ainsi baisser drastiquement la consommation électrique de sa carte graphique ainsi que sa température. En effet, beaucoup de fabricants mettent en place des profils par défaut visant avant tout à assurer la stabilité du GPU, sans trop chercher à optimiser la consommation d’énergie. L’undervolting est notamment souvent avantageux sur l’architecture Ampere de Nvidia.

Vulkan : Vulkan est la nouvelle version d’OpenGL. Elle a été conçue pour remplacer progressivement la version OpenGL 4.0. Il s’agit d’un ensemble de fonctions de calcul d’images 2D et 3D créé par le consortium Khronos Group 25 ans après la création d’OpenGL. Elle a avant tout été créée pour unifier les versions mobile et bureau d’OpenGL, et elle fonctionne nativement sur Microsoft Windows, GNU/Linux et Android, 

Concrètement, il s’agit d’une interface de programmation disponible sur de nombreuses plateformes. Elle est généralement utilisée dans la conception des jeux vidéo. Supportée par AMD et Nvidia, elle gère mieux le multiprocessoring et les plateformes mobiles qu’OpenGL. Notez que tout comme sa grande sœur, elle est également libre d’accès et elle fait partie du domaine public.

VRAM : La VRAM (Video Random Access Memory) ou mémoire vidéo est un type de mémoire vive entièrement destinée au stockage des éléments destinés à être affichés. Actuellement la mémoire des cartes graphiques est de type GDDR5 ou GDDR6. Bien entendu, plus la capacité et plus la fréquence de la mémoire vidéo est importante, mieux c’est. Mais sachez tout de même que lorsque deux cartes graphiques sont montées en parallèle en SLI ou en Crossfire, les capacités de mémoires des deux cartes ne s’additionnent pas. En effet, chaque carte gère son propre espace mémoire séparément.

(X)GB : Le nombre de GB généralement accolé au nom d’une carte graphique renvoie tout simplement à la capacité de sa VRAM, autrement dit de sa mémoire vive. Actuellement la mémoire vive des cartes graphiques peut varier entre 4GB pour un petit modèle comme la RX 560 et 24 GB pour un monstre comme la 3090. La capacité de la mémoire vive est un élément important à prendre en compte lors de l’achat de sa carte graphique. Mais il faut également faire très attention au type de mémoire utilisé (GDDR6X, GDDR6, GDDR5…) ainsi qu’à sa fréquence.

4K / 1440p / 1080p : La 4K 3840p , La QHD 1440p et la HD 1080p sont les trois résolutions principales proposées par les créateurs de jeux sur PC actuellement. Pour toutes ces définitions, la lettre p veut dire pixel. Il s’agit du nombre de petits points indivisibles que l’on trouve sur chaque ligne de l’écran. Plus le nombre de points est élevé, plus la définition est haute… et plus l’image affichée est précise et nette. Mais plus la définition est haute, plus la carte graphique doit faire de calcul à chaque image, et donc plus le nombre d’image affichées par seconde sera faible. Les meilleures cartes graphiques actuelles permettent de jouer à une majorité de jeux en 4K avec un FPS de 60 image par secondes minimum. Mais pour l’instant, la plupart des utilisateurs doivent faire le choix entre une bonne résolution et des graphismes poussés au maximum pour avoir un FPS agréable.

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