1.2.4. La fréquence

En dehors de la famille du processeur, la fréquence est un élément déterminant de la vitesse de ce composant.

Celle−ci est exprimée en Mégahertz (Mhz), soit en million de cycles à la seconde. Il convient de savoir qu'une

opération effectuée par l'utilisateur peut correspondre à de nombreux cycles pour le processeur. Mais, plus la

fréquence est élevée, plus le processeur réagira vite.

1.2.5. Le coprocesseur (ou FPU)

Jusqu'au

386, toutes les instructions étaient prises en charge par le processeur. On trouvait alors un coprocesseur

externe. D'apparence semblable au processeur, son rôle est de prendre en charge toutes les instructions dites à

virgule flottante (floating point). Il décharge ainsi le processeur de ce type d'instruction, augmentant la vitesse

générale du PC. Lorsqu'il est externe, il doit tourner à la même fréquence que le processeur. Son nom finit toujours

par un

7 ainsi un 386 40Mhz utilisera un coprocesseur 387 40Mhz. Il est intégré maintenant dans les tous les

processeurs à partir du

486DX.

1.2.6. La température

Les processeurs doivent toujours être parfaitement ventilés et refroidis, en particulier ceux ayant une fréquence supérieure à 50 Mhz. S'il surchauffe, il peut endommager la carte−mère ou s'arrêter de façon intermittente, provoquant un plantage général du système. Dans le pire des cas, le processeur peut carrément se fendre. Il existe deux

procédés pour atteindre ce but: un radiateur passif, qui n'est qu'une plaque métallique avec de nombreuses ailettes, servant à diffuser la chaleur. Ce système, économique et silencieux, n'est efficace qu'avec des machines offrant une bonne circulation d'air. Ainsi, il est déconseillé de laisser le boîtier d'un PC ouvert, cela peut empêcher une

circulation d'air forcée et provoquer une surchauffe.

·

un ventilateur alimenté électriquement, qui peut soit utiliser un connecteur électrique, soit se brancher

directement sur la carte mère. En ce cas, il sera souvent possible d'adapter sa vitesse de rotation en fonction

de la température dégagée par le processeur.

·

Ces deux systèmes sont collés ou fixés au moyen de pattes sur le processeur. Afin d'obtenir les meilleurs résultats

possibles il est conseillé d'ajouter de la pâte thermique entre le CPU et le système de refroidissement. Cela aura pour

effet d'augmenter la surface de contact entre ces deux éléments.

1.2.7. Les processeurs INTEL

1.2.8. Les processeurs AMD

1.2.9. Les processeurs CYRIX

Cyrix commercialisé une nouvelle architecture basée sur le processeur Cyrix GX. Ce dernier intègre les fonctions

graphiques et audio, l'interface PCI et le contrôleur de mémoire. Ainsi, les coûts de fabrication sont très nettement

réduits. Malheureusement les performances sont aussi plus faibles que celle d'une machine Intel disposant d'un

processeur Pentium à fréquence équivalente. Le processeur est assisté dans cette démarche par un chip compagnon nommé Cx5510, qui s'occupera des interfaces pour les mémoires de masse. Une telle machine ne dispose plus de mémoire graphique ou de cache Level 2, tout est

unifié.

1.3. ARCHITECTURE INTERNE

La conception du PC est dite modulaire, c'est−à−dire quelle repose sur le principe du puzzle. En effet, l'utilisateur va

choisir ses composants en fonction de ses besoins. La carte graphique ne sera pas la même si l'utilisateur désire faire

de la bureautique ou de la C.A.O. A cet effet, un PC dispose de slots d'extensions où seront insérées des cartes

(comme par exemple une carte graphique). L'évolution de la puissance des PC a poussé les constructeurs à développer des architectures internes toujours plus rapides. C'est la raison pour laquelle les slots d'extension ne sont pas tous du même type. Ce composant sera toujours choisi avec soin car il a un rôle primordial sur la vitesse d'un PC.

1.3.1. Les Bus

Un bus est un ensemble de lignes électriques permettant la transmission de signaux entre les différents composants

de l'ordinateur. Le bus relie la carte mère du P.C., qui contient le processeur et ses circuits, à la mémoire et aux

cartes d'extensions engagées dans les connecteurs.

Il y a 3 types de bus :

·

Le bus de données,

·

Le bus d'adresse,

·

Le bus de contrôle.

Le Bus de Donnée

Ce n'est rien d'autre qu'un groupe de lignes bidirectionnelles sur lesquelles se font les échanges de don−nées (Data)entre le processeur et son environnement (RAM, Interface, etc...). Le bus de données véhicule les informations de ou vers la mémoire ou encore de ou vers une unité d'entrée/sortie. Un bus est caractérisé par le nombre et la disposition de ces lignes. Le nombre de lignes du bus de données dépend du type de microprocesseur :

8088 et 8086 8 lignes

80286 et 80386 Sx 16 lignes

80386 Dx et 80486 32 lignes

80586 − 80686 − Pentium 64 lignes

Le Bus d'Adresse

Il est constitué d'un ensemble de lignes directionnelles, donnant au processeur les moyens de sélectionner une

position de la mémoire ou un registre en place sur l'une ou l'autre des cartes d'interfaces connectées sur la carte

mère.

Le Bus de Contrôle

Le bus de contrôles transmet un certain nombre de signaux de synchronisation qui assurent au micro−processeur et

aux différents périphériques en ligne un fonctionnement harmonieux.

C'est le maître d'oeuvre, assurant la coordination d'une suite de signaux transmis au processeur.

Un bus est également caractérisé par sa fréquence de fonctionnement.

1.3.2. Les connecteurs d'extension

Un bus doit non seulement permettre aux éléments figurant sur la carte mère de communiquer entre eux, mais

également d'ajouter des éléments supplémentaires à l'aide de cartes d'extensions. A cet effet, il comporte un certain

nombre de connecteurs. Ces connecteurs étant standardisés, on peut reconnaître immédiatement un bus en les

observant.

L'architecture ISA

L'architecture

ISA (Industry Standard Architecture) a été inventée en 1981 par

IBM pour son IBM

8088. Cette première version était de 8 bits et basée sur une

fréquence de 4,77Mhz. Elle est composée d'un seul connecteur de couleur noir.

Ce slot permet l'accès à 8 lignes de données et à 20 lignes d'adresses. La seconde génération de 80286 pouvant adresser un bus de 16 bits, un connecteur ISA 16 bits fut créé. Ce dernier se différencie du 8 bits par l'adjonction d'un second connecteur court de couleur noire. Le nombre de lignes de données est ainsi passé à 16 Le bus opérant au début à 8

Mhz, puis standardisé à 8,33 Mhz, le transfert des données nécessite deux cycles. Ce débit est bien entendu théorique, il varie en fonction de la carte utilisée. Actuellement le slot

ISA est encore utilisé. Cela est principalement dû à deux raisons, d'une part son faible prix de production, d'autre part sa compatibilité. En effet, ce slot n'ayant plus été modifié depuis longtemps, il permet l'utilisation d'anciens com−posants. Par contre, son principal défaut est d'être resté à 8 Mhz, ce qui provoque un véritable d'étranglement pour le transfert de données. Le bus ISA n'est pas un bus autoconfigurant, ce qui oblige l'utilisateur à configurer manuellement cha−que nouveau composant.

L'architecture EISA

Le bus

EISA (Extended Industry Standard Architecture) est présentée comme une suite au bus ISA. Il est aussi

basée sur une fréquence de 8 Mhz (8.33 pour être précis), mais utilise un bus 32 bits. De cette façon, un débit

théorique de 33,32 Mo/seconde a pu être atteint. L'apparence d'un slot

EISA est la même qu'un slot ISA 16 bits, si

ce n'est qu'il est plus haut. Il reste intégralement compatible

ISA (8 et 16 bits) grâce à l'usage de détrompeur. Si une

carte EISA est insérée, elle s'enfoncera plus profondément, étant ainsi connectée avec plus de contacts.

Dans une architecture

EISA, les cartes sont automatiquement paramétrées par le système. Ces réglages concernent

en particulier l'adresse et les IRQ. Pour ce faire, chaque carte est livrée avec un fichier de configuration (*. CFG) qui

doit être donné au

BIOS. Ce fichier contient une sorte de driver qui permet ainsi au BIOS de savoir comment gérer

la carte. Cette architecture est désormais relativement peu répandue, son principal défaut étant son prix élevé. Mais, elle

revient au goût du jour avec son implantation dans de nombreuses cartes mères Pentium, parallèlement au

PCI. Son

coût la réserve pour des machines haut de gamme, tels que les serveurs de réseau.

L'architecture VLB

L'architecture

VLB (Vesa Local Bus) est une évolution du bus ISA.

Il permet des débits nettement améliorés en utilisant la même fréquence que la carte mère. De plus, il est 32 bits.

Ces fonctionnalités lui permettent ainsi d'obtenir des débits théoriques de l'ordre de 120 à 148 Mo/s, en fonction de

la fréquence utilisée. Techniquement parlant, le

VLB détourne le bus local du processeur pour son propre usage, ce

bus étant bien entendu à la fréquence de la carte mère. Ce procédé, qui à l'avantage d'être extrêmement économique,

présente certaines limitations. Le bus local processeur n'étant pas dimensionné à cet effet, il est impossible de mettre

plus de 3 cartes

VLB dans un PC.

Une carte de type

VLB ne supporte généralement pas les fréquences supérieures à 40 Mhz. En fait, le VLB est une

solution provisoire, mais qui permet d'obtenir des gains de performance importants pour un surcoût minimum. On

l'utilisera de préférence pour la carte graphique et la carte contrôleur. Ce type de slot est facilement reconnaissable,

il s'agit en effet d'un slot

ISA 16 bits auquel on a ajouté un troisième connecteur de couleur brune, doté de 112

contacts. Ce type de connecteur est totalement compatible avec les cartes ISA 8 et 16bits.

L'architecture PCI

Le

PCI (Peripheral Componement Interconnect) utilise un procédé comparable au VLB. En effet, il utilise aussi le bus système, mais l'adjonction d'un contrôleur propriétaire lui permet d'outrepasser la limite de 3 slots. Un slot PCI est à la

fréquence de base de 33 Mhz et existe en version 32 et 64 bits. Cela lui permet d'atteindre des débits théoriques de l'ordre de 132 Mo/s dans le premier cas et 264

Mo/s dans le second.

Les interruptions utilisées par le bus

PCI (#A à #D) sont propres au PCI, donc non équivalentes aux IRQ. Si

certaines cartes le requièrent, elles peuvent êtres

mappées sur les IRQ du système, généralement de 9 à 12. Dans le

cas d'une carte mère possédant plus de 4 slots

PCI ou 4 slots et des ports USB, ces IRQ mappées seront partagées.

Le schéma ci−dessous vous montre les différents bus dans une architecture PCI :

L'architecture AGP

Intel a présenté en juillet 1996 les spécifications de l'

Accelerated Graphic Port (AGP). A cette époque, la

demande en graphisme 3D dépassait souvent les capacités des machines standard. L'architecture PCI avait atteint

ses limites au niveau du débit autorisé pour les cartes graphiques. Intel a donc proposé un nouveau bus dédié à de

telles cartes.

Le principal problème est le goulot d'étranglement dût aux faibles performances du bus entre le CPU et la mémoire,

et entre le CPU et la carte graphique. La mémoire graphique est extrêmement couteuse par rapport à la mémoire

vive d'un PC. Le graphisme 3D en est un gros consommateur, il est alors judicieux de lui donner accès à cette

mémoire vive. A la différence de l'architecture

UMA (Unified Memory Architecture) qui monopolise la mémoire,

l'

AGP peut à tout moment rendre au système la portion qu'il utilise. A cet effet, il utilise un procédé appelé

Dynamic Memory Allocation Le système reste alors

"propriétaire" de la mémoire vive, et ne prête que ce pour

lequel il n'a bas de besoin immédiatement. Ainsi, pas besoin de doubler sa mémoire pour éviter un quelconque

ralentissement.

La gestion de ce bus est assurée par un chipset compatible

AGP. Le processeur n'est alors plus requis pour les

différentes transactions. Cela permet de gagner en rapidité, tant au niveau du débit que de la charge du CPU. Le

contrôleur graphique utilise ainsi un accès dédié à hautes performances qui lui offre un accès direct à la mémoire.

Ce procédé est nommé

DIME (Direct Memory Execute). Ainsi, il peut l'utiliser pour les opérations complexes que

réclame l'application de textures en 3D.

De plus, ce bus permet le transfert rapide des informations entre le CPU et le contrôleur graphique. Les traitements sont effectués en mode pipelined, ce qui signifie que le l'

AGP peut envoyer de multiples données en réponse à une seule requête. Sur un bus PCI, il est

nécessaire d'attendre que la première donnée soit traitée avant de pouvoir entamer une quelconque seconde requête. L'

AGP profite de ces temps d'attente pour envoyer les

données suivantes, on parle alors de

mode burst. Un autre procédé "sideband" est aussi inclus dans l'AGP. Il fournit 8 lignes d'adresses supplémentaires qui permettent au

contrôleur graphique d'émettre des requêtes et des adresses pendant que des transferts

sont en cours.

Le bus

AGP de base offre des débits pouvant atteindre environ 266 Mo/s, soit 64 bits par 66 Mhz, à raison d'un

transfert tous les fronts montants. L'

AGP 2x utilise les fronts montants et descendants de la courbe, ce qui lui

permet de doubler ce débit. Le débit possible est alors d'environ 530 Mo/s. Le mode

AGP4x va jusqu'à quadrupler

les débits offerts par l'

AGP1x, soit plus de 1 Go/s. En réalité, il est limité par la fréquence du bus.

Le connecteur

AGP ressemble énormément à un connecteur PCI, si ce n'est qu'il est de couleur brune. Par contre, il

est placé plus en recul du bord de la carte mère que les slots

PCI.

1.4. LES CHIPSETS

Le chipset peut être défini comme un ensemble de circuits (

Chip Set) qui définit l'intelligence et les possibilités de la carte mère. Dans le passé, chacune des fonctions offertes par la carte mère nécessitait un petit circuit spécialisé indépendant. Désormais, tout est regroupé en un

groupe de chips régis de manière globale. Cette évolution a permis une bien meilleure cohésion des ressources et possibilités, afin d'optimiser les

performances au mieux. Les éléments les plus significatifs du chipset sont les deux (parfois un) grands circuits

carrés placés bien en évidence sur la carte mère. C'est sur ceux−ci qu'on pourra lire la marque et le modèle. Au

BOOT, le PC annonce aussi le modèle et la version du chipset utilisé. Le chipset est composé de différents chips, chargé chacun de piloter un composant précis. On distingue généralement les composants suivants :

Composant Description

CPU

Le processeur lui−même (Central Processing Unit)

FPU

Le coprecesseur (Floating Point Unit)

Bus Controller

Le contrôleur de bus

System Timer

Horlorge système

High et low−order Interrupt Controller

Contrôleur d'interruptions Hautes (8−15) et basses (0−7) High et low−order DMA Controller Contrôleur de DMA haut (4−7) et bas (0−3)

CMOSRAM/Clock

Horloge du BIOS

Keyboard Controller

Contrôleur clavier Le type de chipset définit les composants supportés par la carte mère. Dès lors, il est important de veiller au type de chipset lors de l'achat d'une nouvelle carte mère.

1.4.1. Chipsets actuels

North et South Bridge :

Intel, comme la plupart de ses concurrents, a choisi de partager ses chipsets en

deux parties :

1. le North

2. le Sounth Bridge

Le

North Bridge est le composant principal. En effet, il sert d'interface entre le processeur et la carte−mère. Il contient le contrôleur de mémoire vive et de mémoire cache. Il sert aussi d'interface entre le bus princi−pal à 66 ou

100 Mhz, le bus d'extension AGP Il est le seul composant, en dehors du processeur, qui tourne à la vitesse de bus

processeur.