Processeur et Carte Mère: Architecture PC

Processeur et Carte Mère

• Le processeur est au cerveau de l'ordinateur ce que la carte mère est au cœur.
• Le processeur est utilisé pour récupérer, interpréter et exécuter des instructions.
• Il fonctionne comme un calculateur système, capable d'opérations arithmétiques et logiques exprimées en langage binaire (0,1).
• Il est le moteur de traitement des informations et des instructions essentielles de l'ordinateur.
• La performance du processeur est influencée par sa puissance, sa bande passante, sa fréquence d'horloge et le nombre de cœurs.
• AMD et Intel sont les deux principaux constructeurs de processeurs actuels.
• D'autres entreprises spécialisées incluent Motorola, IBM, Hewlett-Packard, Oracle, et Hitachi.

Nombres de Cœurs

• Un cœur est un ensemble de circuits autonomes capable d'exécuter des programmes.
• Un processeur multi-cœurs comporte au moins deux cœurs physiques.
• Dual Core = 2 cœurs, Quad Core = 4, Hexa Core = 6 cœurs, Octa Core = 8 cœurs.
• Les processeurs multi-cœurs sont plus puissants que les processeurs mono-cœur.
• Ils permettent le traitement simultané de tâches multiples et accélèrent le système en exécutant plusieurs processus en même temps.

Threads (Cœurs Virtuels)

• Les threads sont des "coeurs virtuels" qui "dédoublent" un cœur physique pour optimiser sa vélocité et sa vitesse de traitement.
• Un cœur physique avec hyper-threading apparaît comme deux processeurs logiques pour le système d'exploitation.
• L'hyper-threading permet aux deux cœurs logiques de partager les ressources d'exécution physique.
• Le système d'exploitation voit deux processeurs pour chaque cœur de processeur réel.

Mémoire Cache

• La mémoire cache est une petite mémoire rapide, plus proche du processeur ou incorporée à celui-ci.
• Elle s'appelle SRAM et est jusqu'à 10 fois plus rapide que la RAM, mais avec une capacité limitée.
• La mémoire cache stocke les informations fréquemment utilisées par les logiciels actifs.
• Elle détermine les performances d'un programme en économisant des échanges incessants entre le processeur et la mémoire vive.
• La mémoire cache sert de tampon entre le processeur et la mémoire vive.
• Le processeur vérifie d'abord si l'adresse mémoire est dans le cache avant d'y écrire une donnée.
• Sinon, le cache crée une nouvelle adresse et copie la donnée depuis la mémoire principale (RAM).

Types de Mémoire Cache

• Cache L1 : Cache principal intégré à la puce, rapide mais avec une capacité limitée, divisé en L1d (données) et L1i (instructions).
• Cache L2 : Cache secondaire intégré sur la puce ou mis à disposition sur une puce séparée avec un bus haute vitesse connectant au CPU.
• Cache L3 : Conçu comme sauvegarde pour L1 et L2, plus rapide que la RAM, améliore les performances de L1 et L2.
• Cache L4 : Rare, généralement sur mémoire vive dynamique (DRAM).

Attention sur les mémoires caches

• Les caches L1, L2 et L3 font partie de la mémoire centrale, tout comme les registres du processeur et la mémoire principale.
• Ils s'avèrent absolument indispensables au bon fonctionnement de l'ordinateur.

Vitesse d'Horloge du Processeur

• La vitesse d'horloge, ou fréquence, se mesure en gigahertz (GHz).
• Un processeur à 1,8 GHz effectue 1 800 000 000 de cycles d'horloge par seconde.
• Plusieurs instructions peuvent être exécutées en un cycle, d'autres sur plusieurs cycles.
• Il est préférable de comparer les fréquences d'horloge au sein de la même marque et génération de CPU.
• Un processeur à 3,4 GHz fonctionne 30% plus rapidement qu'un à 2,6 GHz, à vitesse maximale.

Surcadençage (Overclocking)

• L'overclocking augmente la fréquence maximale d'un processeur.
• Cette méthode augmente la puissance de traitement sans modifications physiques.
• Plus la fréquence est élevée, plus la charge de travail que peut traiter le processeur est élevée.
• L'overclocking peut être automatique (via logiciel) ou manuel (via le Bios).
• L'overclocking automatique est plus simple mais offre moins de contrôle.
• L'overclocking manuel permet de configurer les paramètres plus précisément, réduisant le risque de surchauffe.
• Le principal danger provient du supplément de chaleur créé par l'overclocking.
• L'overclocking peut annuler la garantie du fabricant.

Gammes des microprocesseurs Intel

• Intel détient environ 90% du marché des microprocesseurs.

Types de processeurs Intel

• Atom (x3, x5 et x7) : Principalement conçu pour les systèmes embarqués tels que les smartphones et autres appareils nécessitant une consommation d'énergie minimale.
• Celeron (N, J et G) : Sont des processeurs d'entrée de gamme pour les ordinateurs portables à petit budget avec un TDP plus faible et moins chers. Le processeur Celeron le plus rapide a une vitesse d'horloge de 2,8 GHz et ne prend pas en charge le multitraitement ainsi que l'hyper-threading.

Autres processeurs Intel

• Pentium : Convient aux tâches informatiques quotidiennes, tels que la productivité de base et la consultation de pages Web et le multitraitement et l'hyper-threading sont pris en charge. Les processeurs les plus rapides de la gamme Pentium ont une vitesse d'horloge de 3,8 GHz.
• Intel Core (i3/i5/i7/i9) : Les processeurs sont abordables, suffisamment puissants pour effectuer des tâches quotidiennes et ont les meilleures performances pour une variété de besoins comprenant l'édition et la conception.
• Ils sont disponibles en Dual-Core, Quad-Core, Hexa-Core, et Octa-core avec hyper-threading et turbo boost.

Gammes De Processeurs Intel Core

• Intel Core i3 : Le plus lent et le moins cher, pour les ordinateurs portables bas de gamme. Il peut être utilisé pour les tâches bureautiques basiques, naviguer sur Internet, passer des appels audio et vidéo et lire des vidéos HD.
• Intel Core i5: Processeur de classe moyenne et économique. Excellent rapport qualité/prix. Il faut ajouter un GPU (carte graphique) dédié pour pouvoir profiter des derniers jeux vidéo.
• Intel Core i7 : Le plus rapide et le plus coûteux, réservé à ceux qui veulent des performances extrêmes. Les processeurs Intel Core i7 ont une mémoire cache plus importante.
• Il offre les meilleures performances possibles pour jouer aux jeux vidéo, faire du montage vidéo et utiliser des logiciels lourds comme les applications de modélisation, d’animation et de rendu 3D.
• Intel Core i9 : Nouvelle classe de CPU Intel qui commence avec 8 cœurs et 16 threads. Le dernier processeur Intel Core i9 détient 24 cœurs.
• Xeon : de très haut de gamme et utilisés pour l'animation où dans la recherche. Ces processeurs sont utilisés dans les entreprises, les serveurs, où une grande puissance de traitement des données est requise, et coûtent cher.

Processeurs AMD

• AMD produit des processeurs fiables et performants.
• Leurs modèles facilitent la navigation sur Internet ainsi que l’utilisation des logiciels bureautiques.
• Ils ne possèdent pas tous les mêmes caractéristiques et ne correspondent pas au même besoin.

Gammes de processeurs AMD

• AMD Serie A : Répond aux besoins modestes, idéaux pour la bureautique et la navigation internet avec 2 cores. Il faut comparer aux Intel Core i3 de 2ème ou 3ème génération, une gamme AMD Pro Série A se destine aussi aux professionnels.
• AMD Athlon : Il faut comparer aux Intel Core i3 de 6ème génération où un Intel Core i5 de 3ème génération, il constitue un processeur idéal pour le divertissement.
• Offre divisée en Ryzen classiques et Ryzen Threadripper pour les PC de bureau.

Gamme AMD Ryzen

• Ryzen classiques : processeur AMD qui cible les segments commerciaux des serveurs, ordinateurs de bureau, stations de travail, PC multimédias et équipements tout-en-un. Les processeurs AMD Ryzen possèdent 4 à 16 cœurs, pour une utilisation multitâche et il y a un overclocking des processeurs.
• Le Ryzen 3 est idéal pour une utilisation occasionnelle de jeux peu gourmands.
• Le Ryzen 5 vous permet de jouer à vos jeux préférés dans de très bonnes conditions.
• Les Ryzen 7 et Ryzen 9, processeurs sont de dernière technologie.
• Les processeur Ryzen sont des références pour les joueurs, et sont à la hauteur d'Intel.
• Ryzen Threadripper est un processeur haut de gamme.

Type de Processeur Ryzen

• Ryzen 3: d'entrée de gamme
• Ryzen 5: milieu de gamme, pour les utilisateurs cherchant la performance
• Ryzen 7: haut de gamme
• Ryzen 9: très haut de gamme, conçu pour repousser les limites du Gaming
• Ryzen Threadripper : Adapté aux stations de travail, allant jusqu'à 64 cœurs. Il est idéal pour les logiciels de modélisation 3D ainsi que d'autres outils demandant une grande puissance. Il est le plus puissant disponible aujourd'hui ainsi permettant une configuration à double système.