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Traitement des images et puissance de calcul

La nature des composants a une grande importance.
Mais il ne faut pas méconnaître l’importance de la partie logicielle.

Article mis en ligne le 10 juin 2018
dernière modification le 7 août 2018

par Lerautal
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1. Puissance de calcul

Premier élément : le processeur.
Il effectue des calculs simples sur des « bits ».
Il va chercher des données dans la mémoire vive et les renvoie dans la mémoire vive après traitement.
Autrefois, il traitait des « mots » de 4 bits, puis de 8 bits (un octet).
Puis sont venus les mots de 16 bits, 32 bits, 64 bits.
Avec la taille des mots, la mémoire vive adressable a pu être augmentée.
Aujourd’hui les machines courantes « adressent » 4 Go de mémoire, mais on trouve souvent 8 Go et parfois 16 Go.
Est-ce important ? Oui : quand un fichier a été transféré du disque vers la mémoire vive, le traitement est beaucoup plus rapide. Disposer de beaucoup de place peut accélérer les traitements si l’on a une grande quantité de données.

Les processeurs ont plusieurs « coeurs » de traitement (2, 4 voire plus). On y reviendra.

Second élément : le processeur de la carte graphique.
Il a en charge l’affichage des pixels sur l’écran. Tâche banale... sauf sur certaines machines dont l’affichage change beaucoup : les machines de jeu.
Au point que l’on trouve, même sur des portables courants des processeurs graphiques ayant plus de 100 coeurs... et plus puissants que le processeur principal.

2. La mémoire vive

C’est le « terrain de jeu » du processeur.
Comparons-là à un parquet de danse. S’il est de bonne qualité et pas encombré, les danseurs y seront à l’aise.

3. Les disques

Les images tirées d’un APN ou d’une caméra sont stockées sur disque dur.
Plus il est rapide, plus le chargement en mémoire vive (et l’écriture en retour) sera rapide.
Les disques de type SSD sont beaucoup plus rapides (et plus chers). Remplacer un vieux disque dur par un SSD donne un « coup de jeune » à une machine.

4. Les logiciels de traitement

La qualité du codage est très importante !!!
Exemples :
- si le code n’utilise qu’un seul coeur d’un processeur qui en a 8... ce n’était pas la peine de payer fort cher un composant sous-employé.
SIRIL, par exemple, sait utiliser tous les coeurs en parallèle et cela améliore la rapidité.
- si le code savait utiliser la puissance (parfois phénoménale) du processeur graphique... cela irait encore plus vite.
(il y a plusieurs marques et les composants ne sont pas standard, ce qui complique ce genre d’amélioration).

Les « vieux logiciels » codés selon des normes anciennes risquent de ne pas utiliser de façon idéale les ressources des machines récentes.

5. Le système d’exploitation

On ne parle pas souvent de son importance, parce que la majorité des usagers ont un Windows, et sont donc logés à la même enseigne.
Mais le système joue ici un rôle primordial : c’est le programme qui assure la relation entre le matériel (processeurs, mémoire, disque...) et le programme de traitement (SIRIL, DSS,IRIS...).
C’est lui qui gère la mémoire, les disques...

Autrement dit, c’est une sorte de chef d’orchestre.
Si vous disposez d’une salle avec une bonne acoustique, de bons musiciens mais que vous associez à ceci un chef parfois imprévisible... ce sera moins bien que si le chef était d’humeur plus stable.
- Les postes personnels sous Windows sont souvent pourvus d’anti-virus... cela occupe des ressources et consomme de la puissance de calcul.
- Linux est plus « léger » que les derniers Windows et il consomme, pour son usage propre, moins de ressources (disque, mémoire, puissance de calcul).
- Mais on n’y dispose pas toujours de pilotes « propriétaires » optimisés comme ceux qui sont réalisés pour Windows. Les utilisateurs étant beaucoup moins nombreux, les industriels investissent moins d’argent pour développer des adaptations spécifiques à Linux.

En résumé :

Les machines qui nous sont accessibles ne disposent pas des mêmes avantages à prix égal, c’est à nous d’arbitrer en fonction de nos priorités.
- Dans notre cas, la qualité de la carte son (par exemple) est moins essentielle que la quantité de mémoire vive ou la technologie du disque dur.
- La qualité du codage du logiciel est essentielle.
- L’importance du système ne doit pas être ignorée.

Compléments historiques

Intel 4004 (1971) : premier microprocesseur.
Mots de 4 bits. Utilisé pour des calculatrices.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Intel_4004

PNG

Intel 8080 (1974) : premier processeur d’unité centrale.
Mots de 8 bits. Adresse sur 16 bits.
Premier système grand public : CPM.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Intel_8080

MOS 6502 (1975) : processeur de l’Apple II
Mots de 8 bits. Adresses sur 16 bits.
Largement diffusé. Le début d’Apple.
https://en.wikipedia.org/wiki/MOS_Technology_6502

Intel 8088 et 8086 (1979) : processeur de l’IBM PC.
Système DOS.
Premier micro ordinateur largement diffusé (sous forme de compatibles PC).
https://fr.wikipedia.org/wiki/Intel_8088

Motorola 68000 (1979) : processeur du MacIntosh d’Apple.
Modes 16/32 bits.
Premier ordinateur 32 bits largement diffusé. Edition, PAO, graphisme.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000

Acorn puis ARM 3 (1985) : premier micro processeur 32 bits grand public.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Acorn_Archimedes
La société Acorn a fait faillite par la suite mais les processeurs ARM ont prospéré. Ce sont eux que l’on trouve dans la majorité des smartphones et des tablettes.

Intel 80386 (1986)  : processeur 32 bits.
A permis la diffusion du premier Windows grand public : Windows 3.1
Linus Torvalds a écrit les premières versions de Linux pour ce processeur.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Intel_80386

Intel Pentium (1993) : les processeurs de Windows 95, 98, ....
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pentium_(marque)

Intel Core (2006) : marque commerciale ayant remplacé Pentium.

JPEG

Comparer chacune des petites « pattes » à celles du 4004, si peu nombreuses..
Leur très grand nombre exprime l’augmentation de la complexité et de la puissance.


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