« Les cartes graphiques/Les cartes d'affichage » : différence entre les versions

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Les cartes graphiques sont des cartes qui communiquent avec l'écran, pour y afficher des images. Au tout début de l'informatique, ces opérations étaient prises en charge par le processeur : celui-ci calculait l'image à afficher à l'écran, et l'envoyait pixel par pixel à l'écran, ceux-ci étant affichés immédiatement après. Pour simplifier la vie des programmeurs, les fabricants de matériel ont inventé des '''cartes d'affichage''', ou cartes vidéo. Avec celles-ci, le processeur calcule l'image à envoyer à l'écran, la transmet à la carte d'affichage, qui la transmet à l'écran. L'avantage d'une carte d'affichage et qu'elle décharge le processeur de l'envoi de l'image à l'écran. Le processeur n'a pas à se synchroniser avec l'écran : il a juste à envoyer l'image à une carte d'affichage. De plus, la transmission de l'image à la carte d'affichage est très rapide, surtout comparé au temps mis pour envoyer l'image à l'écran, ce qui fait que le processeur peut faire autre chose pendant que l'image s'affiche.
 
Une carte d'affichage contient au minium trois circuits : une mémoire vidéo, un circuit de contrôle, un circuit d'interfaçage avec l'écran et un circuit d'interfaçage avec le bus. La mémoire vidéo mémorise l'image à afficher, les deux autres circuits permettent à la carte d'affichage de communiquer respectivement avec l'écran et le reste de l'ordinateur.
 
[[File:Carte d'affichage - architecture.png|centre|vignette|upright=1.52|Carte d'affichage - architecture.]]
 
Les cartes graphiques actuelles sont des cartes d'affichage auxquelles on a ajouté des capacités de calcul pour le rendu 2D et/ou 3D, mais elles n'en restent pas moins des cartes d'affichages améliorées. La seule différence est que le processeur n’envoie pas une image à la mémoire vidéo, mais que l'image à afficher est calculée par la carte graphique 2D/3D. Si vous analysez une carte graphique récente, vous retrouverez globalement les mêmes circuits que dans les premières cartes d'affichage.
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==Le circuit d'interfaçage avec l'écran==
 
Le circuit d'interfaçage électrique se contente de convertir les signaux de la carte graphique en signaux que l'on peut envoyer à l'écran. Il s'occupe notamment de convertir les tensions et courants : si l'écran demande des signaux de 5 Volts mais que la carte graphique fonctionne avec du 3,3 Volt, l y a une conversion à faire. De même, le circuit d'interfaçage électrique peut s'occuper de la conversion des signaux numériques vers de l'analogique.
Le circuit d’interfaçage avec l'écran permet à la carte graphique d'envoyer à l'écran une image à afficher. le circuit d'interfaçage s'occupe de traduire l'image à afficher, qui est dans la mémoire vidéo, en un signal qui est transmis à l'écran. Et cela demande beaucoup de manipulations diverses. Il faut que le signal soit compatible électriquement avec le connecteur de l'écran, il faut traduire l'image en ce signal, etc. Bref, les fonctions du circuits d'interfaçage sont multiples et nous allons surtout voir les principales.
 
De même, le circuit d'interfaçage électrique peut s'occuper de la conversion des signaux numériques vers de l'analogique. L'écran peut avoir une entrée analogique, surtout s'il est assez ancien. Si c'est le cas, il faut utiliser un circuit qui traduit des données numériques (ici, du binaire) en données analogiques : le '''convertisseur numérique-analogique''' ou DAC (''Digital-to-Analogue Converter''). Au tout début, le circuit d’interfaçage était un DAC combiné avec des circuits annexes, ce qu'on appelle un RAMDAC (''Random Access Memory Digital-to-Analog Converter''). Les écrans de l'époque ne comprenaient que des données analogiques et ne comprenaient pas le binaire, alors que c'est l'inverse pour la carte graphique, ce qui fait que le circuit d'interfaçage devait faire la conversion. De nos jours, les écrans comprennent le binaire sous réserve qu'il soit codé suivant le standard adapté et les cartes graphiques n'ont plus besoin de RAMDAC.
Globalement, le circuit d'interfaçage avec l'écran est composé de deux circuits : un circuit d'interfaçage électrique, et un circuit de contrôle aussi appelé séquenceur. Le circuit de contrôle s'occupe de générer les signaux à destination de l'écran. Pour cela, il doit faire deux choses : lire les pixels à envoyer à l'écran depuis la mémoire vidéo, et générer des signaux de contrôle annexes. Les signaux de contrôle sont variés, sans compter qu'ils sont émis avec des timings bien précis.
 
==Le circuit de contrôle==
Le circuit d'interfaçage électrique se contente de convertir les signaux de la carte graphique en signaux que l'on peut envoyer à l'écran. Il s'occupe notamment de convertir les tensions et courants : si l'écran demande des signaux de 5 Volts mais que la carte graphique fonctionne avec du 3,3 Volt, l y a une conversion à faire. De même, le circuit d'interfaçage électrique peut s'occuper de la conversion des signaux numériques vers de l'analogique.
 
Globalement, leLe circuit d'interfaçage avec l'écran est composé de deux circuits : un circuit d'interfaçage électriquecontrôle, et un circuit de contrôle aussi appelé séquenceur. Le circuit de contrôle, s'occupe de générer les signaux à destination de l'écran. Pour cela, il doit faire deux choses : lire les pixels à envoyer à l'écran depuis la mémoire vidéo, et générer des signaux de contrôle annexes. Les signaux de contrôle sont variés, sans compter qu'ils sont émis avec des timings bien précis.
 
[[File:Architecture globale d'une carte d'affichage, avec CRTC.png|centre|vignette|upright=2|Architecture globale d'une carte d'affichage, avec CRTC.]]
 
===La conversion numérique-analogique : le RAMDAC===
 
L'écran peut avoir une entrée analogique, surtout s'il est assez ancien. Si c'est le cas, il faut utiliser un circuit qui traduit des données numériques (ici, du binaire) en données analogiques : le '''convertisseur numérique-analogique''' ou DAC (''Digital-to-Analogue Converter''). Au tout début, le circuit d’interfaçage était un DAC combiné avec des circuits annexes, ce qu'on appelle un RAMDAC (''Random Access Memory Digital-to-Analog Converter''). Les écrans de l'époque ne comprenaient que des données analogiques et ne comprenaient pas le binaire, alors que c'est l'inverse pour la carte graphique, ce qui fait que le circuit d'interfaçage devait faire la conversion. De nos jours, les écrans comprennent le binaire sous réserve qu'il soit codé suivant le standard adapté et les cartes graphiques n'ont plus besoin de RAMDAC.
 
===L'envoi des pixels à l'écran===