Les ordinateurs se sont beaucoup démocratisés au cours de cette dernière décennie et il est devenu assez aisé de comprendre son fonctionnement. Nous vous proposons ce dossier dans un but instructif, tout le monde utilise des appareils sans en connaitre le fonctionnement exact. Comprendre le fonctionnement de sa machine présente des atouts pour détecter les pannes, changer facilement les composants et augmenter sa culture numérique. Nous aborderons donc le sujet en divisant le contenu en deux parties distinctes. Le Hardware (matériel) et la partie Software (logiciels) de manière à structurer au maximum l’apprentissage. Le contenu est volontairement vulgarisé et ne présente qu’une compréhension globale de la thématique, des parties distinctes et plus détaillées seront proposées à l’avenir pour enrichir les explications.
A quoi sert un ordinateur ?
Un ordinateur dans son sens commun permet d’exécuter des tâches, c’est-à-dire qu’il est possible de programmer la machine et de lui demander de produire du contenu ou bien de résoudre des calculs. Avec la modernisation des interfaces et les avancées technologiques, l’ordinateur de bureau s’est intégré dans la plupart des foyers et propose bien plus d’avantages, le tout en étant très simple d’utilisation. Un ordinateur permet désormais de communiquer à distance, de regarder des vidéos, d’écouter de titres musicaux et divers autres contenus multimédias. Il est aussi possible de jouer, de réaliser des maquettes 3D et de faire de la production sonore. L’ordinateur propose une multitude de possibilités, chaque jour il est possible de faire encore plus de choses.
La carte mère :
La carte mère est la base de tout, l’ensemble des pièces s’articulent autour d’elle, elle permet de faire le lien et la connexion entre les pièces. On retrouve quelques composants typiques et très importants sur cette pièce comme le Northbridge (n’existant plus sur les modèles d’aujourd’hui) et le Southbridge.
Le Northbridge est relié au processeur, à la mémoire vive, à la carte graphique et permet de faire communiquer les pièces entre elles. Cette puce diffère architecturalement sur chaque carte mère et permet d’activer diverses fonctionnalités, comme par exemple laisser libre cours à la pratique de l’overclocking ou bien le support des processeurs plus haut de gamme.Cette partie de la carte mère est désormais intégrée directement dans le processeur pour accélérer le transit des informations.
Le Southbridge permet quant à lui de gérer les périphériques externes, par exemple les connectiques SATA (Disques durs, lecteurs), les ports USB, l’entrée carte graphique (BUS PCI). Cette puce communique avec le Northbridge, les deux sont complémentaires pour le fonctionnement de l’ordinateur.
Le Socket de la carte mère est l’emplacement destiné au processeur. Le Socket varie selon les modèles et n’accueille pas les mêmes générations de CPU.
Les ports d’extensions sur la carte mère permettent de rajouter des cartes additionnelles et donc d’étendre les possibilités de votre ordinateur. On retrouve plusieurs normes comme le PCI x4/x8/X16, il faudra vérifier la compatibilité avec votre carte d’extension.
Les emplacements pour la mémoire vive* (RAM) ne sont pas forcément identiques et ne permettent pas toujours la prise en charge des grosses quantités de RAM, il est donc très important aussi de vérifier ce facteur.
La mémoire vive
La mémoire vive est aussi souvent appelée RAM et permet de stocker temporairement des informations. La mémoire vive est en constante communication avec le processeur, cette partie permet au processeur d’avoir un accès rapide à des informations. Ce type de stockage est de nature volatile, c’est-à-dire que toute information stockée dessus est perdue lorsqu’il n’est plus alimenté.
Le format de ces barrettes varie en fonction des générations (DDR2/DDR3/DDR4), du type de système (Laptop/Desktop). La quantité de mémoire maximale est dépendante du support de la carte mère. Il est donc très important de choisir la carte mère adéquate et la quantité en fonction de votre utilisation.
Pour choisir sa mémoire vive, il est important de regarder la fréquence de fonctionnement de celle-ci. La latence commercialement mise en avant (CAS Latency) est un autre facteur souvent négligé, mais impactant les performances. A fréquence fixée, plus la latence sera faible, plus votre mémoire sera rapide. Un calcul simple pour estimer globalement l’indice de performance d’une mémoire : Fréquence / CAS = Indice de performance
Cet indice permet de comparer les mémoires vives dans leurs globalités. Nous insistons par contre le fait que ce n’est pas quelque chose d’exact et que les autres latences peuvent faire varier la donne, néanmoins, cela facilitera le choix de bon nombre d’acheteurs.
Le processeur
Le processeur est une des parties les plus importantes d’un PC. Cette pièce est celle qui calcule tout ce qui se passe à l’écran, qui ouvre vos applications et vous permet d’exploiter au maximum votre machine. Un processeur est composé d’un DIE et d’une IHS, ce dernier étant le boitier de protection de la puce.
Le processeur est composé d’un ou de plusieurs cœurs (unités de calculs) et de mémoire cache permettant un stockage instantané des informations avant le passage vers la mémoire vive. On retrouve des caches de niveau L1,L2 et L3, le dernier étant le moins rapide, mais permettant un plus gros stockage.
Les cœurs du processeur varient d’une architecture à une autre, il faudra donc regarder les différents comparatifs pour voir lequel est le plus adapté à votre utilisation. Les cœurs tournent à une certaine fréquence, plus la fréquence est élevée, plus (à architecture équivalente) la vitesse d’exécution de la tâche sera rapide.
Avoir un grand nombre de cœurs permet de multiplier le nombre de taches simultanées possibles. La prise en charge de ces cœurs par les applications permet d’accélérer l’exécution de la tâche, si ils ne sont pas pris en charge, aucun gain ne sera présent dans le logiciel par rapport à un processeur à fréquence égale ayant moins de cœurs.
Pour choisir votre processeur il faudra donc analyser votre utilisation d’un ordinateur pour ensuite regarder quelles caractéristiques vous correspondent le mieux. Par exemple le nombre de cœurs pris en charge par vos logiciels, la fréquence d’exécution, la consommation du processeur (Dans le cas d’un serveur).
IMPORTANT : Il est nécessaire de vérifier les compatibilités entre le processeur et la carte mère. (Support + socket)
La carte graphique
Cette pièce de nos jours ne demeure pas obligatoire, la plupart des processeurs modernes et certaines cartes mères possèdent une puce vidéo intégrée permettant un affichage 2D/3D confortable.
L’ajout d’une carte graphique se fait via les emplacements d’extension de la carte mère (PCI-Express).
L’affichage et la modélisation 3D demandent des calculs trop complexes pour le processeur, c’est là que la carte graphique démontre son intérêt en proposant une accélération 3D tout en déchargeant le processeur des calculs inutiles. (Jeux vidéos, vidéos en haute définition, accélération logicielle…)
Sur la carte graphique, on retrouve un processeur dédié à la 3D (GPU) mais aussi de la Vram (mémoire vidéo). En somme la carte graphique fonctionne comme un deuxième ordinateur (dédié au calculs d’images et de polygones), communiquant avec le premier.
On retrouve les mêmes aspects techniques, plus la fréquence de la puce (à génération équivalente) est élevée, plus elle est performante. Plus il y a de quantité de mémoire vidéo, plus il sera confortable de stocker les textures et autres informations. Un facteur diffère par contre, on ne regardera pas le nombre de cœurs sur une carte graphique, mais le nombre d’unités de calculs, vous vous en doutez, plus il y en a, plus c’est performant.
Il faudra pour choisir une carte graphique, regarder la quantité de Vram et la génération de la puce graphique, le niveau de performance de votre processeur central, la fréquence de la puce et le nombre d’unités de calculs. La consommation est aussi une donné à prendre en compte pour le choix de l’alimentation, mais nous allons y revenir en dessous.
L’alimentation
Le bloc d’alimentation est une pièce à ne jamais négliger dans le choix de ses composants. C’est cette pièce qui va alimenter toutes les autres, la stabilité du système dépendra souvent de celle-ci.
Pour choisir une alimentation, il faudra regarder en premier lieu de nombre de watts nécessaires pour votre configuration. Ce nombre doit être réel et non basé sur les estimations constructeur, n’hésitez pas à regarder des tests pour voir la vraie consommation des composants en charge.
Une fois que la totalité du système est estimée, pensez à l’avenir et prenez un nombre de watts en conséquence pour avoir une marge si jamais vous souhaitiez rajouter des composants plus tard.
Il faudra ensuite regarder la certification de l’alimentation et définir si c’est un facteur qui vous intéresse. On retrouve le 80+, 80+ Bronze, Silver,Gold et Platinium. Ces valeurs définissent le taux de pertes d’énergie à la prise lors de l’utilisation du PC, imaginons un ordinateur nécessitant 200w, eh bien en réalité, sans certification il se peut qu’il tire 220w à la prise. C’est donc une valeur importante dans le cas d’un serveur ou bien si votre ordinateur est très souvent allumé dans la journée. Cette valeur n’est pas contre en aucun cas liée à la qualité et la robustesse de l’alimentation.
Le HDD ou SSD (stockage à long terme)
Le HDD se nomme en français disque dur et permet de stocker des informations sur le long terme. Dans un disque dur on trouve deux plateaux magnétiques en rotation. Une partie électronique permet d’actionner une tête écrivant et lisant les données sur cette partie magnétique. On retrouve des disques durs pouvant désormais stocker de très grosses capacités, jusqu’à 10 To de données récemment.
Le SSD permet de stocker des données plus rapidement qu’un disque dur grâce à ses débits très élevés. Le SSD est entièrement électronique puisque les données sont stockées sur des puces de type Flash. L’avantage du SSD est ses latences très faibles permettant un temps d’accès plus rapide, en somme le démarrage de l’ordinateur, des logiciels et les transferts de données se feront plus rapidement qu’avec un HDD classique. Les SSD ont par un coût par Gb plus élevé que les HDD, nous vous conseillons de bien choisir votre support de stockage en conséquence.
Les cartes filles
Les cartes filles ou cartes d’extension utilisent souvent la même connectique que les cartes graphiques. On retrouve dans cette catégorie beaucoup de produits permettant d’étendre les possibilités de la carte mère. Il est possible par exemple d’ajouter une carte son de meilleure qualité que le chipset intégré et donc d’accéder à une qualité sonore haut de gamme. On retrouve aussi les cartes Raid permettant de gérer le transit d’informations pour certaines configurations de disques durs ou bien les cartes SATA permettant d’ajouter des prises. Il existe une multitude de cartes et nous vous conseillons de vous renseigner pour trouver le produit convenant le mieux à vos projets.
Nous voici à la fin de cette partie concernant la compréhension globale du Hardware et de l’ordinateur, nous vous donnons prochainement rendez-vous pour lire la partie traitant le Software via ce LIEN .