MICROPROCESSEURS ET CHIPSET

Introduction :

Un microprocesseur est un circuit intégré

programmable, il effectue toutes les opérations

arithmétiques et logiques (sous forme

d’instructions de programme) et commande la

mémoire et les interfaces d’E/S.

Historique des microprocesseurs INTEL:

NOMNOM AnnéeAnnée CommentairesCommentaires

40044004

80088008

80808080

80858085

80868086

80888088

8018680186

8018880188

8028680286

8038680386

80386SX80386SX

8048680486

Pentium1Pentium1

Pentium2Pentium2

Pentium3Pentium3

Pentium4Pentium4

19711971

19721972

19741974

19761976

19781978

19801980

19821982

19821982

19821982

19851985

19881988

19891989

19931993

19791979

19991999

ActuellementActuellement

1er Microprocesseur.1er Microprocesseur.

1er Micro 8 bits.1er Micro 8 bits.

1ère UC générale sur une puce .1ère UC générale sur une puce .

8080 reconditionné.8080 reconditionné.

1ère UC16 bits sur une puce.1ère UC16 bits sur une puce.

Processeur de IBM PC .Processeur de IBM PC .

8086 + E/S sur une puce.8086 + E/S sur une puce.

8088 + E/S sur une puce.8088 + E/S sur une puce.

Espace d’adressage augmenté.Espace d’adressage augmenté.

UC vraiment 32 bits.UC vraiment 32 bits.

80386 avec bus 80286.80386 avec bus 80286.

Version du 80386 plus rapide.Version du 80386 plus rapide.

Augmentation de la vitesse et de la puissance.Augmentation de la vitesse et de la puissance.

Traitement de la vidéo, du son et des données Traitement de la vidéo, du son et des données graphiques.graphiques.

Adjonction de 70 nouvelles instructions. Augmentation Adjonction de 70 nouvelles instructions. Augmentation des perf.des perf.

144 instructions de multimédia.144 instructions de multimédia.

Supports et boîtiers des microprocesseurs :

I. Les supports:

1. Les supports avant la génération 486 :

Avant la génération 486, les processeurs étaient

soudés directement à la carte mère, donc s’était

difficile de les inter changer.

2. Les supports de la génération 486 jusqu’au Pentium pro:

A partir de la génération 486, Intel s’est mise à enficher le processeur sur un support afin que l’utilisateur puisse l’installer ou le remplacer lui-même.

Les spécifications du support sont numérotées sous la forme SOCKET-X de 1 à 8 chacun avait des spécifications particulières et était utilisable avec un certain type de processeurs.

a) SOCKET 1 à 4 (LIF) :

Le support LIF (Low Insertion Force) n’est en fait qu’une base perforée où le processeur devait être inséré de force.

Il fallait éviter à tous prix de plier les broches qui pouvaient être casser. On pouvait alors soit utiliser un extracteur ou faire lever doucement avec un tournevis.

b) SOCKET 5 à 8 (ZIF):

Les supports ZIF (Zero Insertion Force) sont constitués d’un socle plastique et d’un levier.

Lorsque ce dernier est levé le processeur n’est plus maintenu et peut être extrait sans effort. Pour le placer dans le support, on soulève le levier, on installe le microprocesseur et on relâche le levier.

La mise en place d’un microprocesseur doit se faire avec de grande précaution. Veuillez à bien superposer le détrompeur du processeur (un coin troqué ou un point de couleur) sur celui du support.

3) Les supports à partir de la génération Pentium II :

Intel a abandonné la connectique de processeur à broches et support SOCKET. Le microprocesseur s’insère dans la carte mère à l’aide d’un connecteur d’arrête femelle appelé SLOT1 qui ressemble beaucoup à un SLOT pour carte d’extension. Il existe aussi actuellement le SLOT2.

Un nouveau SOCKET est aussi sorti plus récemment, le SOCKET PGA 370 pour la nouvelle gamme de processeurs, On remarque que Intel revient vers le format SOCKET.

SupportSupport Nbr de Nbr de brochesbroches Processeurs acceptésProcesseurs acceptés

SOCKET 1SOCKET 1

SOCKET 2SOCKET 2

SOCKET 3SOCKET 3

SOCKET 4SOCKET 4

SOCKET 5SOCKET 5

SOCKET 6SOCKET 6

SOCKET 7SOCKET 7

SOCKET 8SOCKET 8

PGA 370PGA 370

SLOT 1SLOT 1

SLOT 2SLOT 2

169169

238238

237237

273273

320320

235235

321321

387387

370370

242242

330330

486 SX/SX2, DX/DX2 Overdrive DX4.486 SX/SX2, DX/DX2 Overdrive DX4.

486 SX/SX2, DX/DX2 Overdrive DX4, 486 Overdrive Pentium.486 SX/SX2, DX/DX2 Overdrive DX4, 486 Overdrive Pentium.

486 SX/SX2, DX/DX2 Overdrive DX4, 486 Overdrive Pentium 486 SX/SX2, DX/DX2 Overdrive DX4, 486 Overdrive Pentium AMD 5x86.AMD 5x86.

Pentium 60, 66, Overdrive.Pentium 60, 66, Overdrive.

Pentium 75, 133, Overdrive.Pentium 75, 133, Overdrive.

486 DX4, 486 Overdrive Pentium.486 DX4, 486 Overdrive Pentium.

Pentium 75 – 233+, MMX, Overdrive, AMD K5, K6, Cyrix M1/II.Pentium 75 – 233+, MMX, Overdrive, AMD K5, K6, Cyrix M1/II.

Pentium ProPentium Pro

Céléron, Pentium III 500 et +Céléron, Pentium III 500 et +

Pentium II 233 – 450 / Pentium III 450, Céléron 300 – 433Pentium II 233 – 450 / Pentium III 450, Céléron 300 – 433

Pentium II / III XéonPentium II / III Xéon

II. Les boîtiers des processeurs:

Le boîtier (PACKAGE) du processeur correspond à l’enveloppe dans lequel la puce microprocesseur est introduite pour la protéger de l’environnement extérieur.

Boîtier PGA:

Le boîtier PGA (Pin Grid Array) est destiné à être inséré dans un support à architecteur SOCKET. Le dessous du boîtier d’un processeur se présente sous la forme d’une matrice de broches en forme de grille. Il a commencé d’être utilisé avec le processeur 286 au cours des années 80; il est toujours associé aux processeurs Pentium et Pentium Pro.

Boîtier SEC :

Selon cette architecture, le processeur est monté sur une petite carte de circuit imprimé, scellé dans une cartouche en métal et en plastique. La cartouche s’insère dans la carte mère sur le SLOT 1.

Boîtier SEP ou cartouche SEP :

Une version moins coûteuse de l’architecture SEC est nommée SEP (Single Edge Packaging, boîtier à un seul bord) et elle s’insère dans le SLOT 1.

Boîtier SECC2 :

SECC2 (Single Edge Contact Cartridge Version 2, cartouche avec contact sur un seul bord version 2). Cette nouvelle cartouche occupe uniquement un côté de la carte du processeur et permet au radiateur d’être insérer dans l’autre côté de la puce.

Boîtier pour support FC – PGA 370 :

Il ressemble à un boîtier PGA mais avec un nombre de broches plus élevé.

Les caractéristiques techniques d’un microprocesseur.

•La tension d’alimentation.

•La fréquence.

•La température.

Processeur Processeur Tension Alim.Tension Alim.

486SX16486SX16

486SX25486SX25

486SX33486SX33

486DX25486DX25

486DX2 66486DX2 66

Pentium 60Pentium 60

Pentium75Pentium75

Pentium II 300Pentium II 300

Pentium III 500Pentium III 500

Celeron 700Celeron 700

5V5V

5V5V

5V5V

5V5V

5V5V

5V5V

3.3 – 3.5V3.3 – 3.5V

2.8V2.8V

1.8 – 2V1.8 – 2V

2V2V

Les tensions d’alimentation :

Diminution de la tension d’alimentation pour les raisons suivantes :

•Diminuer le dégagement de la chaleur lié aux fréquences élevées.

•Réduction de la consommation d’énergie.

Inconvénient:

La sensibilité aux parasites.

La fréquence :

Un système informatique typique effectue des millions de cycles par seconde, de telle sorte que la vitesse est mesurée en Mégahertz.

On distingue deux fréquences dans un PC, une interne et autre externe.

Fréquence interne (fréquence CPU) :

C’est la fréquence de fonctionnement interne du processeur, c’est la fréquence nominale du CPU. Cette fréquence est crée par le quartz sur la carte mère.

Fréquence externe (fréquence de bus) :

Appelée aussi fréquence système, c’est la fréquence à laquelle le CPU communique avec le chipset, la mémoire cache et la mémoire vive.

La température :

Les CPU doivent toujours être parfaitement ventilés et refroidis, en particulier ceux qui ont 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.

Il existe deux procédés pour remédier à ce problème :

•Un radiateur passif, qui n’est qu’une plaque métallique avec des ailettes.

•Un ventilateur alimenté électriquement.

Pour obtenir des meilleurs résultats, il est conseillé d’ajouter la pâte thermique entre le CPU et les systèmes de refroidissement. Cela aura pour effet d’augmenter la surface contact entre les deux éléments.

Les types et marquage des microprocesseurs

1) Marquage des processeurs (Exemple Intel) :

a) Série Pentium :

b) Série Pentium II:

Le marquage des Pentium II apparaît dans une zone appelée Dynamic Mark Area, située sur la tranche supérieure des cartouches S.E.C.C ou S.E.C.C.2

c) Série Pentium III: FC – PGA et FC – PGA 2

FC - PGA

FC – PGA 2

d) Série Pentium IV:

FC –PGA 2

e) Série Celeron :

FC –PGA

2) Les types des microprocesseurs :

a) MMX ( MultiMédia eXtension ) :

Caractéristiques de la technologie MMX :

•Exploitation au maximum de la puissance du processeur pour des tâches multimédia.

•La mémoire cache L1 passe de 16Ko à 32Ko

• 57 nouvelles instructions ajoutées au microcodes pour accélérer les traitements des images et du son.

•Pour optimiser le dernier point, la technologie SIMD (Single Instructions Multiple Data) est utilisée. Elle permet de traiter 8 instructions en 1 seul cycle d’horloge.

b) SSE :

La technologie SSE (Streaming SIMD Extensions) incorpore la MMX, et donc les instructions SSE sont seulement une améliorations du MMX.

• 70 nouvelles instructions.

•Augmentation des performances.

•Traitement avancé des images, les procédés 3D, reconnaissance de la parole, …

c) Les processeurs AMD :

K6 – 2 3DNOW :

•Un jeu de 21 instructions pour accélérer les calculs des nombres à virgule flottante.

•Accélération des calculs d’images 3D en temps réel.

K6 – 2 + 3DNOW: (Juin 2000)

Semblable au K6 – 2, mais se caractérise par 128Ko de la mémoire cache L2 au niveau processeur, contre 256Ko pour K6 – 3. Le 3DNOW est bien sûr présent.

K7 DURON :

•Socket A (462 broches)

•Mémoire cache L1 est de 64Ko ou 128Ko

•Concurrent du Celeron d’Intel.

K7 ATHLON :

•SLOT A équivalent à SLOT 1 d’Intel.

•Peut fonctionner sur les bus à 133, 200, 266, 333MHz.

•Comporte 19 nouvelles instructions 3DNOW.

K7 THUNDERBIRD :

•Disponible en slot A.

•Un cache L2 de 128Ko.

•Fonctionnement en multi processing pour les serveurs.

CHIPSET

ObjectifsObjectifs

I.I. Mise en évidence de : Mise en évidence de : La conception de chipsetLa conception de chipset Les rôles de chipsetLes rôles de chipset La structure de chipsetLa structure de chipset

II.II. Mise en problème :Mise en problème : Quel type de chipset pour quel Quel type de chipset pour quel

fonctionnement de tous les fonctionnement de tous les éléments constituants le PC ?éléments constituants le PC ?

Quel relation entre le type de Quel relation entre le type de chipset et la qualité d’un PC?chipset et la qualité d’un PC?

DéfinitionDéfinition

Le chipset (le jeu de puce) est Le chipset (le jeu de puce) est l’ensemble des circuits intégrés l’ensemble des circuits intégrés situés sur la carte mère qui situés sur la carte mère qui exécutent les fonctions les plus exécutent les fonctions les plus essentielles d’un système essentielles d’un système informatique, il gère en autre informatique, il gère en autre échanges d’informations entre le échanges d’informations entre le CPU et les différents composants du CPU et les différents composants du Pc.Pc.

Les premières cartes mères de PC utilisaient plusieurs puces (plus de 100 puces ) sans tenir compte de CPU

En 1986 ,CHIP AND technologie(société) lança le 1er

chipset

(Résultats)

Cette seule et unique puce remplace 100 puces

North BridgeNorth Bridge

La partie North Bridge est La partie North Bridge est la portion principale; elle la portion principale; elle contient:contient:Les contrôleurs de cache et de Les contrôleurs de cache et de mémoire vive.mémoire vive.

L’interface entre le bus L’interface entre le bus processeur et le bus PCI (33 processeur et le bus PCI (33 MHZ); ou/ et le bus AGP (66 MHZ).MHZ); ou/ et le bus AGP (66 MHZ).

South BridgeSouth Bridge

La puce South Bridge contient:La puce South Bridge contient: - L’interface PCI/ ISA.- L’interface PCI/ ISA.

- Les deux interfaces de - Les deux interfaces de contrôleurs de disque IDE. contrôleurs de disque IDE.

- L’interface des ports USB. - L’interface des ports USB.

- Les contrôleurs des entrées/ - Les contrôleurs des entrées/

sortiessorties . .

Quelques tâches du Quelques tâches du chipsetchipset

Le contrôle du disque dur.Le contrôle du disque dur. La vitesse du processeur. La vitesse du processeur. Le support AGP.Le support AGP.

ConclusionConclusion

Le chipset peut –être comparé à un Le chipset peut –être comparé à un centre d’expédition où l’ UC de centre d’expédition où l’ UC de traitement serait le centre de traitement serait le centre de commande.commande.

Le type de chipset est très important Le type de chipset est très important pour le bon fonctionnement de tous les pour le bon fonctionnement de tous les éléments constituant le PC.éléments constituant le PC.

Le choix de chipset installé est très Le choix de chipset installé est très important; il faut s’assurer qu’il important; il faut s’assurer qu’il supporte bien chacune des spécificités supporte bien chacune des spécificités dont vous avez besoin dont vous avez besoin

Une carte mère est donc évolutive en Une carte mère est donc évolutive en fonction de son chipset.fonction de son chipset.