« Les cartes graphiques/Le processeur de commandes » : différence entre les versions

 

 

Pour déléguer ses calculs à la carte 3D, l'application pourrait communiquer directement avec la carte graphique, en écrivant dans ses registres et dans sa mémoire vidéo. Seul problème : le programme ne pourra communiquer qu'avec un ou deux modèles de cartes, et la compatibilité sera presque inexistante. Pour résoudre ce problème, les concepteurs de systèmes d'exploitations et de cartes graphiques ont inventé des API 3D, des bibliothèques qui fournissent des "sous-programmes" de base, des fonctions, que l'application pourra exécuter au besoin. De nos jours, les plus connues sont DirectX, et OpenGL.

 

 

Les fonctions de ces APIs vont préparer des données à envoyer à la carte graphique, avant que le pilote s'occupe des les communiquer à la carte graphique.

 

 

Le pilote de carte graphique est aussi chargé de traduire les shaders en code machine. En soi, cette étape est assez complexe, et ressemble beaucoup à la compilation d'un programme informatique normal. Les shaders sont écrits dans un langage de programmation de haut niveau, comme le HLSL ou le GLSL. Mais ce n'est pas ce code source qui est transmis au pilote de carte graphique. A la place, les shaders sont pré-compilés vers un langage dit intermédiaire, avant d'être compilé par le pilote en code machine. Le langage intermédiaire, comme son nom l'indique, sert d'intermédiaire entre le code source écrit en HLSL/GLSL et le code machine exécuté par la carte graphique. Il ressemble à un langage assembleur, mais reste malgré tout assez générique pour ne pas être un véritable code machine. Par exemple, ils y peu de limitations quant au nombre de processeurs ou de registres. L'avantage de cette méthode est que les optimisations importantes ont déjà été réalisées lors de la pré-compilation du code source vers le code intermédiaire, et le pilote a peu de choses à faire pour traduire le langage intermédiaire en code machine. Il doit bien faire la traduction, ajouter quelques optimisations de bas niveau par ci par là, mais rien de bien gourmand en processeur. Autant dire que cela économise plus le processeur que si on devait compiler complètement les shaders à chaque exécution.

Enfin, certains shaders sont fournis par le pilote pour d'autres raisons. Par exemple, les cartes graphiques récentes n'ont pas de circuits fixes pour traiter la géométrie. Autant les anciennes cartes graphiques avaient des circuits de T&L qui s'en occupaient, autant tout cela doit être émulé sur les machines récentes. Sans cette émulation, les vieux jeux vidéos conçus pour exploiter le T&L et d'autres technologies du genre ne fonctionneraient plus du tout. Émuler les circuits fixes disparus sur les cartes récentes est justement le fait de shaders, présents dans le pilote de carte graphique.

 

 

Un driver de carte graphique gère aussi la mémoire de la carte graphique : où placer les textures, les vertices, et les différents buffers de rendu.

L'envoi des données à la carte graphique ne se fait pas immédiatement : il arrive que la carte graphique n'ait pas fini de traiter les données de l'envoi précédent. Il faut alors faire patienter les données tant que la carte graphique est occupée. Les pilotes de la carte graphique vont les mettre en attente dans une portion de la mémoire : le '''tampon de commandes'''. Ce tampon de commandes est ce qu'on appelle une file, une zone de mémoire dans laquelle on stocke des données dans l'ordre d'ajout. Si le tampon de commandes est plein, le driver n'accepte plus de demandes en provenance des applications. Un tampon de commandesplein est généralement mauvais signe : cela signifie que la carte graphique est trop lente pour traiter les demandes qui lui sont faites. Par contre, il arrive que le tampon de commandes soit vide : dans ce cas, c'est simplement que la carte graphique est trop rapide comparé au processeur, qui n'arrive alors pas à donner assez de commandes à la carte graphique pour l'occuper suffisamment.

 

 

Il n'est pas rare que plusieurs applications souhaitent accèder en même temps à la carte graphique. Imaginons que vous regardez une vidéo en ''streaming'' sur votre navigateur web, avec un programme de ''clou computing'' de type ''Floding@Home'' qui tourne en arrière-plan, sur Windows. Le décodage de la vidéo est réalisé par la carte graphique, Windows s'occupe de l'affichage du bureau et des fenêtre, le navigateur web doit afficher tout ce qui est autour de la vidéo (la page web), le programme de ''cloud computing'' va lancer ses calculs sur la carte graphique etc. Des situations de ce genre sont assez courantes et c'est le pilote qui s'en charge.