Processeur et processeur graphique : tirer le maximum des deux1

Les unités centrales de traitement (UC) et les unités de traitement graphique (GPU) sont des moteurs de calcul essentiels. Mais à mesure que les demandes en informatique évoluent, il n'est pas toujours évident de savoir quelles sont les différences entre UC et GPU et quelles charges de travail sont les mieux adaptées à chacun.

Sachez quand se fier à un processeur et quand choisir un processeur graphique

  • Les UC et les GPU ont des avantages uniques qui leur assure un rôle essentiel dans les besoins informatiques de demain.

  • Les GPU occupent aujourd'hui une place importante parmi les produits Intel, sous la forme de GPU intégrés et discrets.

  • Alors que les UC restent essentielles, un nombre croissant de charges de travail de centre de données peuvent bénéficier de l'utilisation des GPU.

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Qu'il s'agisse d'applications d'apprentissage approfondi, de parallélisme massif, de jeux vidéo 3D intenses ou d'autres charges de travail exigeantes, les systèmes sont aujourd'hui plus sollicités que jamais auparavant. Les processeurs (UC) et les processeurs graphiques (GPU, pour Graphics Processing Unit) jouent des rôles très différents. À quoi servent les UC? À quoi servent les GPU? Il est important que vous connaissiez leur rôle lorsque vous achetez un nouvel ordinateur ou comparez des spécifications.

Qu'est-ce qu'une UC?
Composée de millions de transistors, l'UC peut comporter plusieurs cœurs de traitement et est souvent appelé le « cerveau » de l'ordinateur. Elle est essentielle à tous les systèmes informatiques modernes, car elle exécute les commandes et processus nécessaires à votre ordinateur et à votre système d'exploitation. L'UC est également importante pour déterminer la vitesse d'exécution des programmes, qu'il s'agisse de surfer sur le Web ou de créer des feuilles de calcul.

Qu'est-ce qu'un processeur graphique?
La GPU est un processeur composé de nombreux cœurs plus petits et plus spécialisés. En fonctionnant de concert, les cœurs sont extrêmement performants lorsqu'une tâche de traitement peut être divisée et traitée sur de nombreux cœurs.

Les différences entre UC et GPU?
Les UC et les GPU ont en fait beaucoup de points communs. Elles sont toutes les deux des moteurs de traitement essentielles. Elles possèdent toutes les deux des microprocesseurs au silicium. Et elles traitent toutes les deux des données. Mais les UC et les GPU possèdent des architectures différentes et sont construites à des fins différentes.

L'UC est adaptée à une grande variété de charges de travail, notamment pour celles dont la latence et les performances par cœur sont importantes. Puissant moteur d'exécution, l'UC concentre son moindre nombre de cœurs sur des tâches individuelles et sur la rapidité d'exécution. Cela le rend particulièrement bien adapté à des tâches s'étendant du traitement en série à l'exécution de bases de données.

Les GPU ont commencé comme des ASIC spécialisés développés pour accélérer des tâches de rendu 3D spécifiques. Au fil du temps, ces moteurs à fonction unique sont devenus plus programmables et plus souples. Alors que les graphiques et les images de plus en plus réalistes des principaux jeux actuels demeurent leur principale fonction, les GPU ont évolué pour devenir également des processeurs de traitement en parallèle plus généralistes, traitant une gamme croissante d'applications.

Que sont les graphiques intégrés?
Les graphiques intégrés ou partagés sont intégrés à la même puce que l'UC. Certaines UC sont fournis avec un processeur graphique intégré au lieu de s'appuyer sur une carte graphique dédiée ou distincte. Parfois appelées IGP, pour Integrated Graphics Processors (processeurs graphiques intégrés), elles utilisent la même mémoire que l'UC.

Les processeurs graphiques intégrés offrent plusieurs avantages. Leur intégration aux UC leur offre des avantages, en matière d'espace, de coût et d'efficacité énergétique, par rapport aux processeurs graphiques dédiés. Ils apportent la puissance nécessaire au traitement des données graphiques et des instructions liées aux tâches courantes comme, par exemple, surfer sur le Web, regarder des vidéos 4K en diffusion continue, et les jeux vidéo grand public.

Cette approche est le plus souvent utilisée sur les appareils pour lesquels la compacité et l'efficacité énergétique sont importantes, comme les ordinateurs portables, les tablettes, les téléphones intelligents et certains ordinateurs de bureau.

Accélérer l'apprentissage approfondi et l'IA
Aujourd'hui, les GPU traitent un nombre croissant de charges de travail, comme l'apprentissage approfondi et l'intelligence artificielle (IA). Pour l'apprentissage approfondi, avec plusieurs couches de réseaux neuroniques ou sur des ensembles énormes de certaines données, comme les images 2D, une GPU ou d'autres accélérateurs produisent d'excellents résultats.

Des algorithmes d'apprentissage approfondi ont été adaptés pour utiliser une approche GPU accélérée, ce qui a considérablement amélioré les performances et a rendu la formation à plusieurs problèmes réels réalisable et viable pour la première fois.

Au fil du temps, les UC et les bibliothèques de logiciels qui s'exécutent dessus ont évolué pour devenir beaucoup plus capables dans le domaine de l'apprentissage approfondi. Par exemple, grâce à des optimisations logicielles étendues et à l'ajout de matériel d'IA dédié, comme Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) sur les derniers processeurs Intel® Xeon® Scalable, les performances des systèmes équipés d'une UC se sont considérablement améliorées.

Sur de nombreuses applications, comme la haute définition, la 3D et l'apprentissage approfondi non visuel lié au langage, au texte et aux données chronologiques, les UC obtiennent de brillantes performances. Les UC peuvent prendre en charge des mémoires de capacité beaucoup plus élevée que même les meilleurs GPU actuels, dans les applications de modélisation ou d'apprentissage approfondi complexes (par ex., la détection d'images 2D).

La combinaison d'une UC et d'une GPU, associée à une mémoire vive suffisante, offre un excellent banc d'essai pour l'apprentissage approfondi et l'IA.

Des décennies de leadership dans le développement de l'UC
Intel possède de longs antécédents dans la conception d'UC novateurs depuis 1971, avec l'introduction du 4004, le premier microprocesseur commercial complètement intégré dans une même puce.

Aujourd'hui, les UC Intel® vous permettent de construire le système d'IA que vous voulez, où vous voulez, sur l'architecture x86 que vous connaissez. Des processeurs Intel® Xeon® Scalable hautes performances dans les centres de données et dans le nuage aux processeurs Intel® Core™ économes en énergie de la périphérie, Intel propose des UC répondant à tout besoin.

Les performances intelligentes des processeurs Intel® Core™ de 11ᵉ génération
Les processeurs Intel® Core™ de 11ᵉ génération exploitent une technologie Intel raffinée et une architecture de base remodelée, une toute nouvelle architecture graphique et des instructions d'IA intégrées pour offrir des performances et des expériences optimisées toujours de manière intelligente.

Les systèmes équipés de processeurs Intel® Core™ de 11ᵉ génération sont dotés des derniers graphiques intégrés Intel® Iris® Xe. Certains facteurs de forme comme les ordinateurs portables ultra-minces comprennent également la première unité de traitement graphique discrète (GPU) équipée de l'architecture Intel Xe. Grâce aux graphiques dédiés Intel® Iris® Xe MAX, vous pouvez réaliser d'énormes progrès en matière d'ordinateurs portables minces et légers, et bénéficier de performances accrues et de nouvelles capacités, le tout pour une meilleure création de contenu et de jeux.

Les graphiques Intel® Iris® Xe sont dotées d'une IA Intel® Deep Learning Boost, pour une meilleure création de contenus et de montages photo et vidéo, ainsi qu'une architecture basse consommation, pour une plus grande autonomie permettant plus de conceptions et de travaux multitâches.

Processeurs graphiques discrets Intel
Intel propose deux options de GPU discrets basées sur l'architecture Intel Xe .

Intel® Iris® Xe MAX est le premier processeur graphique discret pour les ordinateurs portables minces et légers basés sur l'architecture Intel Xe. Optimisés pour être couplés avec des processeurs Intel® Core™ de 11ᵉ génération, vous bénéficiez de plus de performances et de nouvelles fonctionnalités pour la création de contenu et de jeux améliorés.

Le processeur graphique Intel® pour serveurs est un processeur graphique discret destiné aux centres de données et basé sur la nouvelle architecture Intel Xe. Conçu pour évoluer de manière exponentielle, le processeur graphique Intel® pour serveurs permet d'atteindre de nouveaux sommets pour les jeux sous Android, le transcodage/l'encodage des médias, et les expériences de diffusion vidéo en continu (OTT ou service par contournement).

Aujourd'hui, il n'est plus question de comparer les UC et les GPU. Vous avez plus que jamais besoin des deux pour répondre aux différentes demandes informatiques. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsqu'on utilise l'outil adapté au travail.

Infos sur le produit et ses performances

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Les résultats des bancs d'essai ont été obtenus avant le déploiement de récents correctifs logiciels et mises à jour micrologicielles destinés à faire face aux failles de sécurité « Spectre » et « Meltdown ». L'installation de ces mises à jour peut rendre ces résultats inapplicables à votre appareil ou système.

Ces performances varient en fonction de l'utilisation, de la configuration et d'autres facteurs. Pour en savoir plus, consultez www.intel.com/PerformanceIndex.