PPU

Une unité de traitement physique (PPU) est un microprocesseur spécialisé qui décharge les calculs physiques du processeur principal. Elle gère le travail numérique de détection de collision, de dynamique des corps rigides, de dynamique des fluides et de résolution de contraintes, renvoyant des résultats qui contrôlent la façon dont les objets se déplacent et interagissent en temps réel. En dédiant du silicium à ces tâches mathématiquement intensives, une PPU libère le processeur à usage général pour gérer le rendu, les entrées, la logique et d'autres charges de travail.

La PPU la plus connue était la PhysX de NVIDIA, lancée au milieu des années 2000 sous la forme d'une carte PCI discrète. Elle effectuait des opérations matricielles et des solveurs itératifs pour les systèmes de corps rigides, la dynamique des corps souples et les effets de particules à des vitesses qui dépassaient largement les implémentations uniquement CPU. L'architecture reposait sur le calcul parallèle: des milliers de petits tests de collision, de calculs de force et de mises à jour de contraintes pouvaient s'exécuter simultanément sur les éléments de traitement de la puce.

Les cartes PPU dédiées sont devenues rares à mesure que les cœurs de CPU se sont multipliés et que les GPU sont devenus plus programmables. Les calculs physiques s'exécutent désormais généralement soit sur des CPU multicœurs utilisant des instructions vectorisées (SSE, AVX), soit sur des GPU via des frameworks de calcul général. Certains logiciels de simulation industrielle utilisent encore le terme PPU pour décrire le matériel d'accélération physique ou les coprocesseurs sensibles à la physique, bien que la catégorie de produits de cartes discrètes ait largement disparu.

Le principal compromis technique reste simple: les calculs physiques exigent un débit élevé (beaucoup de petites opérations) et une tolérance à la latence élevée (les résultats peuvent être calculés un ou deux cadres plus tard), tandis que le rendu exige une faible latence et une gestion complexe de l'état. Une PPU dédiée était bien adaptée à la première tâche; les CPU multithread modernes et les shaders de calcul gèrent les deux de manière adéquate, rendant la puce spécialisée moins économique qu'auparavant.