Qu’est-ce que la carte graphique intégrée ?

Les graphiques intégrés font référence à un GPU (unité de traitement graphique) qui est intégré dans le même package que le CPU (unité centrale de traitement). Dans les cercles informatiques passionnés, les graphiques intégrés sont souvent tournés en dérision, mais cette approche de la conception du GPU présente de nombreux avantages importants.

Les graphiques nécessitent un matériel spécialisé

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’un processeur puisse créer des graphismes (« rendre »), il lui manque le bon type d’architecture pour le faire rapidement et efficacement.

C’est pourquoi nous avons des GPU, qui sont conçus à partir de zéro pour être excellents dans le type de calcul dont vous avez besoin pour calculer les valeurs correctes de millions de pixels des dizaines ou des centaines de fois par seconde. Chaque appareil informatique, des PC aux smartphones, contient un GPU.

Les seuls ordinateurs qui n’ont pas de GPU sont généralement des serveurs «sans tête» qui sont exploités à distance et ne fonctionnent que pour les CPU. Cependant, même cela est en train de changer, puisque les GPU sont maintenant utilisés pour faire autre chose que du graphisme, mais c’est une autre histoire ! Tout ordinateur qui sort sur un écran aujourd’hui a presque certainement un GPU spécialisé à l’intérieur.

Graphiques intégrés ou dédiés

Lorsque vous achetez un ordinateur portable ou un ordinateur de bureau, la fiche technique indique souvent que l’ordinateur est livré avec des graphiques « intégrés » ou « dédiés ». Il y a une grande différence entre ces deux approches pour inclure un GPU dans un ordinateur.

Un GPU dédié signifie que le GPU possède son propre package de processeur indépendant. Il a sa propre solution de refroidissement séparée. Les GPU dédiés disposent également de leur propre matériel de gestion de l’alimentation et de leur propre mémoire. Un GPU dédié est comme son propre ordinateur autonome !

Dans un ordinateur de bureau, les GPU dédiés sont livrés sur leur propre circuit imprimé, généralement appelé carte graphique. La carte s’insère dans la carte mère de l’ordinateur et nécessite souvent plus d’énergie que celle qui peut être fournie par l’emplacement de la carte. Ainsi, il peut également avoir ses propres connexions d’alimentation dédiées à partir de l’alimentation de l’ordinateur.

Les graphiques dédiés des ordinateurs portables se présentent parfois sous la forme d’un package amovible, comme les modules GPU pour ordinateur portable MXM (maintenant abandonnés). Plus généralement, ils sont soudés directement à la carte mère, mais ils sont toujours dédiés en tant que composants distincts du CPU. Avec leur propre refroidissement, mémoire et alimentation.

Un GPU intégré, en revanche, doit tout partager avec le CPU. C’est pourquoi on l’appelle souvent un GPU embarqué. Il se trouve dans le même boîtier de processeur, est refroidi par le même dissipateur thermique et dissipateur de chaleur 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 sont à l’intérieur du package du CPU.

Les avantages des graphiques intégrés

À l’exception des processeurs haut de gamme, pratiquement tous les processeurs d’ordinateurs ont aujourd’hui un GPU intégré. Il est probablement juste de dire que le modèle de GPU intégré est le type de GPU le plus courant dans la nature. Il y a quelques bonnes raisons pour lesquelles il est si populaire, mais comme toujours, il y a une liste relativement courte de raisons importantes.

Le premier est le coût. Cela n’ajoute pas beaucoup de coût à un CPU pour graver également un GPU dans votre immobilier en silicium. L’inclusion d’un GPU dans chaque GPU réduit les coûts dans d’autres parties du système bien plus qu’elle n’augmente le coût du GPU lui-même. Ainsi, les systèmes utilisant un GPU intégré sont nettement moins chers que ceux dotés d’une solution dédiée.

La deuxième raison majeure est la complexité. Ceci est particulièrement pertinent pour les ordinateurs portables, où chaque millimètre cube de volume compte. En intégrant le GPU dans le package CPU, les ordinateurs portables peuvent être considérablement plus petits, car vous n’avez pas besoin de tout le matériel de support supplémentaire pour refroidir, alimenter et connecter un package de puces entièrement séparé.

Le troisième pilier de la conception de GPU intégrés est l’efficacité énergétique. Il est beaucoup plus facile de gérer la consommation électrique d’une seule puce intégrée que d’équilibrer les besoins de deux puces distinctes. Étant donné que le GPU et le CPU sont étroitement intégrés, ils peuvent s’assurer qu’ils s’intègrent parfaitement dans le TDP (Thermal Design Power) du package CPU.

Les ordinateurs portables avec des GPU dédiés ont généralement aussi des GPU intégrés, le système d’exploitation basculera dynamiquement entre les deux en fonction de l’application que vous utilisez. Ainsi, vous ne brûlez pas la batterie en utilisant un GPU hautes performances tout en faisant des feuilles de calcul.

Les inconvénients des graphiques intégrés

Si les graphiques intégrés sont une si bonne idée, pourquoi utilisons-nous des graphiques dédiés ? La réponse courte est que les cartes dédiées ont beaucoup plus de potentiel de performance.

Un GPU dédié peut être physiquement plus gros, avoir un budget de puissance beaucoup plus important et peut atteindre en toute sécurité des températures plus élevées en fonctionnement. Il a également accès à une mémoire spécialisée hautes performances conçue spécifiquement pour les besoins des applications graphiques.

Pendant longtemps, les GPU intégrés ont été synonymes de performances médiocres, juste assez bonnes pour être utilisées pour des tâches de productivité de base et d’un multimédia limité. Jouer ? Totalement hors de question !

Ce n’est plus vraiment vrai en 2022, car la technologie GPU a amélioré les performances graphiques intégrées au point où la plupart des utilisateurs, y compris les joueurs occasionnels, n’ont vraiment pas besoin de GPU dédiés. Cependant, il est toujours vrai que les GPU dédiés sont aujourd’hui beaucoup plus rapides que les intégrés.

Graphiques intégrés et périphériques System-On-a-Chip

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Un autre type de GPU intégré se trouve dans les SoC ou les dispositifs System-on-a-Chip. Les SoC n’intègrent pas seulement le CPU et le GPU dans le même package, ils intègrent également la mémoire système, et souvent même le stockage !

Étant donné que les SoC sont conçus avec des objectifs de performances totales spécifiques à l’esprit, les GPU qu’ils contiennent peuvent être assez costauds. Le SoC Apple M1, par exemple, a plus de puissance graphique qu’une Playstation 4, tandis que le processeur parvient toujours à rivaliser avec les processeurs d’ordinateurs portables haut de gamme.

Les consoles modernes comme la PlayStation 5 et la Xbox Series X intègrent des CPU et des GPU hautes performances dans le même package, mais elles sont conçues pour dissiper l’énorme quantité de chaleur que cela provoque à partir de la base.

Quelle conception de GPU vous convient le mieux ?

Si les performances sont la chose la plus importante pour vous en matière de graphisme, il ne fait aucun doute que vous devriez acheter un ordinateur de bureau avec des graphismes dédiés. Si la durée de vie de la batterie, le coût, la chaleur et le bruit vous importent le plus, une solution intégrée est probablement ce dont vous avez besoin.

Les utilisateurs de bureau ont la possibilité d’ajouter un GPU dédié à leur système à une date ultérieure, en supposant que votre carte mère dispose du bon emplacement et que votre alimentation et votre châssis sont à la hauteur. Vous pouvez donc essayer le GPU intégré sur votre CPU pour voir s’il est assez bon pour vos besoins.

En fin de compte, la chose la plus importante est que vous fassiez des recherches sur les capacités de performance du GPU intégré de votre futur processeur. Vous serez peut-être surpris de la quantité de puissance contenue dans ce petit processeur.