Matériel informatique - Partie 3
Alimentation
La plupart des blocs d'alimentation des ordinateurs personnels sont conformes à la norme ATX et convertissent le courant alternatif (CA) de 120 à 277 volts fourni par une prise secteur en courant continu (CC) à une tension beaucoup plus basse : généralement 12, 5 ou 3,3 volts.
Carte mère
La carte mère est le composant principal d'un ordinateur. Il s'agit d'une carte à circuits intégrés qui relie les autres composants de l'ordinateur, notamment le processeur, la mémoire vive (RAM), les lecteurs de disques (CD, DVD, disque dur ou autres), ainsi que tous les périphériques connectés via les ports ou les connecteurs d'extension. Les puces de circuits intégrés (CI) d'un ordinateur contiennent généralement des milliards de minuscules transistors à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET).
Les composants directement reliés à la carte mère ou en partie à celle-ci comprennent :
Au moins un processeur (unité centrale de traitement), qui effectue la plupart des calculs nécessaires au fonctionnement de l'ordinateur. On peut l'appeler familièrement le cerveau de l'ordinateur. Il extrait les instructions du programme de la mémoire vive (RAM), les interprète et les traite, puis renvoie les résultats afin que les composants concernés puissent les exécuter. Le processeur est un microprocesseur fabriqué sur un circuit intégré (CI) métal-oxyde-semiconducteur (MOS). Il est généralement refroidi par un dissipateur thermique et un ventilateur, ou par un système de refroidissement liquide. De nombreux processeurs récents intègrent un processeur graphique (GPU) intégré. La fréquence d'horloge du processeur détermine la vitesse d'exécution des instructions et se mesure en GHz ; les valeurs typiques se situent entre 1 et 5 GHz. On observe également une tendance croissante à ajouter des cœurs aux processeurs, chacun fonctionnant comme s'il s'agissait d'un processeur indépendant, pour un parallélisme accru.
Le bus interne relie le processeur à la mémoire principale par plusieurs lignes de communication simultanée (généralement 50 à 100), réparties en deux catégories : l'adressage (mémoire), les données et le contrôle-commande. Bien que les bus parallèles aient été plus courants auparavant, les bus série avec sérialiseur pour transmettre davantage d'informations sur le même câble sont devenus plus courants au XXIe siècle. Les ordinateurs multiprocesseurs nécessitent un bus d'interconnexion, généralement géré par un pont nord, tandis que le pont sud gère la communication avec les périphériques et les périphériques d'E/S plus lents.
La mémoire vive (RAM) stocke le code et les données auxquels le processeur accède activement dans une hiérarchie basée sur la date de prochaine utilisation prévue. Les registres sont les plus proches du processeur, mais leur capacité est très limitée. Les processeurs disposent également généralement de plusieurs zones de mémoire cache, dont la capacité est bien supérieure à celle des registres, mais bien inférieure à celle de la mémoire principale ; leur accès est plus lent que celui des registres, mais bien plus rapide que celui de la mémoire principale. La mise en cache fonctionne en pré-chargeant les données avant que le processeur n'en ait besoin, réduisant ainsi la latence. Si les données dont le processeur a besoin ne se trouvent pas dans le cache, elles sont accessibles depuis la mémoire principale. La mémoire cache est généralement de la SRAM, tandis que la mémoire principale est généralement de la DRAM. La RAM est volatile, ce qui signifie que son contenu disparaît à la mise hors tension de l'ordinateur. Le stockage permanent, ou mémoire non volatile, offre généralement une capacité supérieure et un coût inférieur à celui de la mémoire vive, mais son accès est beaucoup plus long. Historiquement, ce type de stockage était généralement fourni sous la forme d'un disque dur, mais les disques SSD (Solid State Drive) sont de plus en plus abordables et plus rapides, ce qui favorise leur adoption croissante. Les clés USB et le stockage réseau ou cloud sont également des options.
La mémoire morte (ROM), qui stocke le BIOS exécuté au démarrage de l'ordinateur ou qui commence son exécution, un processus appelé « bootstrapping », ou démarrage. [citation nécessaire] La ROM est généralement une puce mémoire BIOS non volatile, qui ne peut être écrite qu'une seule fois grâce à une technologie spéciale.
Le BIOS (Basic Input Output System) comprend le micrologiciel de démarrage et le micrologiciel de gestion de l'alimentation. Les cartes mères récentes utilisent l'interface UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) au lieu du BIOS.
La pile CMOS (MOS complémentaire), qui alimente la mémoire CMOS pour la date et l'heure dans la puce BIOS. Cette pile est généralement une pile de montre.
Les MOSFET de puissance constituent le module régulateur de tension (VRM), qui contrôle la tension reçue par les autres composants matériels.
Cartes d'extension
En informatique, une carte d'extension est un circuit imprimé qui s'insère dans un emplacement d'extension de la carte mère ou du fond de panier d'un ordinateur pour ajouter des fonctionnalités à un système via le bus d'extension. Les cartes d'extension permettent d'obtenir ou d'étendre des fonctionnalités non offertes par la carte mère. L'utilisation de cartes d'extension pour un processeur vidéo était autrefois courante, mais les ordinateurs modernes sont plus susceptibles d'intégrer un GPU à la carte mère.
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