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Les cartes graphiques - page 2

Comment fonctionne une carte vidéo

Lorsque l'instruction quitte le processeur, pour aller au moniteur, elle passe par:

Le bus de la carte mère pour aller dans le chipset vidéo :

Soit par le BUS PCI, cadencé à 33MHz (d'origine !), soit par le BUS AGP, cadencé à 66MHz. Le bus AGP (Accelered graphic Port), comme son nom l'indique, n'est pas un BUS, mais un port: cela signifie donc qu'on ne pourra utiliser qu'une seule carte AGP dans le système, mais ça permet, dans le cas de l'AGP 2x, de pouvoir transférer des données à chaque cycle d'horloge du processeur. Le BUS AGP est donc 2 fois plus rapide que le BUS PCI, mais cela n'engendre pas forcément un doublement des performances, car la bande passante du transfert de données n'est pas le facteur limitant des cartes graphiques actuelles (on reviendra sur cette notion plus tard). Le bus AGP a également une version 4x, nettement plus performante. Il y a même mieux que la version 4x : l'AGP 4x 'Fast-Write' qui permet d'écrire directement en mémoire vidéo sans passer par la mémoire système et qui est ainsi 30% plus rapide que l'AGP 'normal'.
Enfin, il y a le petit dernier, l'AGP 8x. Ce système est utilisé par quelques une des dernières cartes.

Du chipset Vidéo vers la mémoire vidéo, afin de créer une image de l'écran à cet endroit (données sous forme analogique)

L'explication est dans le paragraphe ci-dessous.

De la mémoire vidéo vers le Digital Analog Converter (RAM DAC): pour lire l'image de l'écran créée précédemment et la convertir en forme Digitale (=Numérique) pour le moniteur

Le principal problème, depuis toujours, pour la carte vidéo, est la mémoire; Elle est extrêmement sollicitée : en effet, d'un coté le RAMDAC, doit continuellement alimenter le moniteur (pour suivre le déplacement de la souris, faire clignoter le curseur, ...), et il puise (lecture) ses données dans la mémoire vidéo... et d'un autre coté, le chipset doit alimenter (lecture/écriture) la mémoire vidéo de données.

Pour améliorer la mémoire, on peut utiliser de la RAM spéciale : VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM (Synchronous Graphic RAM), ..., ou alors augmenter la taille du BUS de données (voir page sur les processeurs). On voit ainsi la taille des bus de données passer de 16bits à 32bits, 64bits, et maintenant 128bits. La dernière révolution en matière de mémoire est disponible pour le NV10 ici.

Plus la résolution est grande plus on utilise de couleurs, et plus il y a de données à transférer du chipset à la mémoire, et donc plus la mémoire doit pouvoir être lue rapidement.

Le chipset et le RAMDAC accèdent donc l'un après l'autre à la mémoire vidéo. Ainsi, la mémoire vidéo est capitale, car elle est constamment occupée !

Pour pallier à cette difficulté, les constructeurs ont développé plusieurs techniques :

  • Créer de la mémoire vidéo DUAL PORTED. Cela signifie que le chipset peut accéder à la mémoire vidéo (lecture/écriture) grâce à un port (jusque là, rien de révolutionnaire !), mais le changement vient du RAMDAC, qui dispose maintenant d'un port à part pour accéder (lecture) à la mémoire. Ce type de mémoire est appelé VRAM . Il est donc plus rapide, mais plus onéreux. On trouve également la WRAM, développée par MATROX, qui est de la VRAM produite différemment de façon à être 20% moins chère. Ces types de mémoires sont plus performants que les mémoires de types DRAM/EDO (Dynamic RAM).
  • Augmenter la taille du BUS de DONNEES VIDEO(video memory bus size). Il y a peu de temps, le standard était un bus de données vidéo de 32bits, ce qui permet de transporter en même temps 4 blocs de 8 bits, c'est à dire 4 octets. Peu après arrivèrent les bus 64 bits, pour transporter 8 octets en une seule passe, et récemment, les bus 128bits sont arrivés. Remarque : Avec une carte 64bits, il faut au moins utiliser 2MO (donc sur 2*32=64bits) de mémoire, sinon le bus de la carte ne sera jamais rempli !
  • Tout simplement augmenter la vitesse du chipset, de la RAM vidéo, et du RAMDAC. Ainsi, toutes les opérations seront plus rapides. Pour cela, les vitesses de la mémoire augmentent au fur et à mesure du temps : on passe de 100Mhz à 125MHz, 133MHz, ... (en diminuant le temps d'accès de la RAM : T=1/F, soit 10ns à 100 MHz.
Du RAMDAC au moniteur (données sous forme digitale)

Ces 4 étapes sont fondamentales. Ainsi, la rapidité de chaque étape (sauf la dernière) influe directement sur la puissance globale du système.

 

Mesure de performances en 3D

1. Le Fill Rate

Le Fill Rate est en première approximation la puissance de calcul brute du processeur 3D. Il peut être calculé avec la fréquence d'horloge du processeur 3D, le nombre de pipelines indépendants du chipset (voir article sur les processeurs !) , la bande passante de la mémoire vidéo, et de la structure du chipset. En pratique, il s'agit du nombre de pixels texturés ou du nombre de textures calculées qu'une carte peut fournir en une seconde.

Mais il faut rester modeste, le Fill Rate n'est qu'un aperçu des performances d'une carte 3D, et des FillRates différents mais proches ne permettent pas de différencier deux cartes.

 

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