Architecture
des adaptateurs graphiques

 

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Introduction

La possibilité de munir les ordinateurs d'adaptateurs destinés à leur permettre d'afficher des "objets" en mode graphique est aussi ancienne que l'"informatique".

Historiquement, diverses technologies d'affichage graphique ont existé. L'utilisation des écrans raster est maintenant devenue systématique.
A l'apparition de la micro-informatique, les résolutions usuelles en mode graphique étaient de l'ordre de 320x200 en 8 ou 16 bits (CGA). Les possibilités offertes alors se limitaient à pouvoir allumer individuellement des pixels à l'écran dans une résolution choisie parmi celles disponibles.
A la fin des années 70 avec l'Apple II et les premiers ordinateurs personnels (PC), a été introduit l'élément fondateur de l'industrie des adaptateurs graphiques:
la possibilité d'ajouter des cartes d'extension dans les machines.

Une des toutes premières cartes dédiée graphique a été, au début des années 80, la carte "Hercules" qui apportait la "haute résolution" : 720x350 en noir et blanc.

Les premières générations de cartes graphiques étaient schématiquement constituées:
- d'une interface de contrôle avec le bus de l'ordinateur,
- d'une certaine quantité mémoire graphique,
- d'un convertisseur vidéo destiné à transformer le contenu de la mémoire en un signal vidéo analogique à destination du moniteur d'affichage.

Les 25 dernières années ont été marquées par un certain nombre de ruptures technologiques visant à accélérer/améliorer les affichages:

  • Évolution du bus de connexion à la carte mère (suppression d'un goulot d'étranglement en bande passante entre CPU et carte graphique)
    • Bus PC
    • Bus AGP
    • Bus PCI
    • Bus PCIe
  • Évolution du type de mémoire utilisée sur l'adaptateur (amélioration de la vitesse d'accès à la mémoire de dessin)
    • VRam
    • SDRam
    • Ram DDR
    • Ram GDDR 1 à 5
  • Évolution du convertisseur vidéo d'une technologie analogique (DSUB15) vers une technologie numérique (DVI, HDMI) -> hautes résolutions possibles
  • Ajout d'un GPU (Graphic Processeur Unit) sur l'adaptateur et transfert des algorithmes de dessin du CPU vers le GPU:
    • 2D
    • 3D
    • Décompression vidéo
    • Implantation hard des algorithmes de dessin sur le GPU
  • Multiplication des GPU
  • Augmentation de la largeur du bus interne à la carte graphique.

Les adaptateurs modernes NVidia