Le cœur de tous les systèmes informatiques réside dans la CPU ou l’unité centrale. Ce processeur à usage général peut gérer à peu près n'importe quelle tâche. Ils sont limités à certains calculs mathématiques de base. Des tâches complexes peuvent nécessiter des combinaisons qui entraînent un temps de traitement plus long. Grâce à la rapidité des processeurs, la plupart des gens ne remarquent pas de réel ralentissement. Il existe une variété de tâches qui peuvent vraiment gâcher le processeur central d'un ordinateur.
Les cartes graphiques avec leur processeur graphique ou GPU sont l’un des rares processeurs spécialisés installés par de nombreuses personnes sur leurs ordinateurs. Ces processeurs gèrent des calculs complexes liés aux graphiques 2D et 3D. En fait, ils se sont tellement spécialisés qu'ils sont maintenant plus aptes à effectuer certains calculs par rapport au processeur central. Pour cette raison, il existe maintenant un mouvement qui tire parti du processeur graphique d'un ordinateur pour compléter un processeur et accélérer diverses tâches.
Accélération de la vidéo
La première application réelle en dehors du graphisme 3D pour laquelle les GPU ont été conçus est la vidéo. Les flux vidéo haute définition nécessitent le décodage des données compressées pour produire leurs images haute résolution. ATI et NVIDIA ont tous deux développé un code logiciel permettant à ce processus de décodage d’être géré par le processeur graphique plutôt que par le processeur. Ceci est important pour ceux qui cherchent à utiliser un ordinateur pour visionner des films HDTV ou Blu-ray sur un PC. Avec le passage à la vidéo 4K, la puissance de traitement requise pour traiter la vidéo devient encore plus grande.
La conséquence en est la possibilité d’avoir une carte graphique permettant de transcoder une vidéo d’un format graphique à un autre. Un exemple de ceci pourrait prendre une source vidéo telle qu'une caméra vidéo qui est encodée pour être gravée sur un DVD. Pour ce faire, l'ordinateur doit prendre l'un des formats et le restituer dans l'autre. Cela utilise beaucoup de puissance de calcul. En utilisant les capacités vidéo spéciales du processeur graphique, l’ordinateur peut terminer le processus de transcodage plus rapidement que s’il ne s’appuyait que sur le processeur.
SETI @ Home
SETI @ Home est une autre des premières applications permettant de tirer parti de la puissance de calcul supplémentaire fournie par un processeur graphique d'ordinateur. Il s'agit d'une application informatique distribuée appelée "folding" qui permet d'analyser les signaux radio pour le projet Search of Extra-Terrestrial Intelligence. Les moteurs de calcul avancés du GPU leur permettent d’accélérer la quantité de données pouvant être traitées sur une période donnée par rapport à l’utilisation du processeur. Ils peuvent le faire avec les cartes graphiques NVIDIA en utilisant CUDA ou Computer Unified Device Architecture, une version spécialisée du code C pouvant accéder aux GPU NVIDIA.
Adobe Creative Suite 4
La dernière application grand nom à tirer parti de l'accélération GPU est Creative Suite d'Adobe. Cela inclut un grand nombre de produits phares d'Adobe, notamment Acrobat, Flash Player, Photoshop CS4 et Premiere Pro CS4. Essentiellement, tout ordinateur doté d'une carte graphique OpenGL 2.0 dotée d'au moins 512 Mo de mémoire vidéo peut être utilisé pour accélérer diverses tâches au sein de ces applications.
Pourquoi ajouter cette fonctionnalité aux applications Adobe? Photoshop et Premiere Pro, en particulier, comportent un grand nombre de filtres spécialisés nécessitant des calculs mathématiques de haut niveau. En utilisant le GPU pour décharger nombre de ces calculs, le temps de rendu des images ou des flux vidéo de grande taille peut être complété plus rapidement. Certains utilisateurs peuvent ne remarquer aucune différence alors que d'autres peuvent voir des gains de temps importants en fonction des tâches qu'ils utilisent et de la carte graphique utilisée.
Extraction de cryptomonnaie
Vous avez probablement entendu parler de Bitcoin, une forme de monnaie virtuelle. Vous pouvez toujours acheter des Bitcoins par le biais d'un échange en échangeant des devises traditionnelles, tout comme en les échangeant contre des devises. L’autre méthode pour obtenir des devises virtuelles est un processus appelé Cryptocoin Mining. Cela revient à utiliser votre ordinateur comme relais pour le traitement des hachages de calcul pour traiter les transactions. Un processeur peut le faire à un niveau mais un GPU sur une carte graphique offre une méthode beaucoup plus rapide. En conséquence, un PC doté d’un GPU peut générer des devises plus rapidement que celles qui n’en disposent pas.
Qu'est-ce que OpenCL?
Le développement le plus remarquable dans l'utilisation d'une carte graphique pour des performances supplémentaires provient de la publication des spécifications OpenCL ou Open Computer Language. Cette spécification rassemble une grande variété de processeurs informatiques spécialisés en plus d'un processeur graphique et d'un processeur pour accélérer les calculs. Toutes sortes d'applications peuvent potentiellement tirer parti de l'informatique parallèle issue de la combinaison de différents processeurs pour augmenter la quantité de données pouvant être traitées.
Réflexions finales et conclusions
Les processeurs spécialisés ne sont pas nouveaux pour les ordinateurs. Les processeurs graphiques ne sont que l’un des éléments les plus utilisés et les plus utilisés du monde informatique. Le problème était de rendre ces processeurs spécialisés facilement accessibles aux applications autres que graphiques. Les rédacteurs d'applications devaient écrire du code spécifique à chaque processeur graphique. Avec la poussée pour plus de standards ouverts pour accéder à un élément tel qu'un GPU, les ordinateurs vont utiliser plus que jamais leurs cartes graphiques. Peut-être qu'il est même temps de changer le nom de l'unité de traitement graphique en unité de traitement général.
