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Carte Mère:
Chapitre 1 : Le micro-ordinateur
La carte mère (Mainboard ou Motherboard) est l’un des principaux
composants du PC. Elle se présente sous la forme d’un circuit
imprimé sur lequel sont présents divers composants. En fait, son
rôle est de lier tous les composants du PC, de la mémoire aux cartes
d’extensions. La carte mère détermine le type de tous les autres
composants. Ses slots détermineront le format des cartes d’extension
(ISA, EISA, PCI, AGP,..). Ses emplacements mémoires détermineront le
type de barrettes à utiliser (SIM 8 bit, SIMM 32 bit,..). Enfin, le
socle du processeur déterminera le processeur à utiliser. La
fréquence de la carte mère sera déterminante pour l’achat d’un
processeur.
1.1.1. Le format
Il existe différents formats de
cartes mères : AT, ATX et NLX Chacun de ceux-ci apporte leurs lots
de spécialités, d’avantages ou encore de défauts. Le but de ces
divers formats est de permettre un montage aisé des différents
composants. Il permet aussi une meilleure circulation d’air afin de
refroidir certains composants.
Désormais, ces composants sont
intégrés sur la carte mère. De nouveaux connecteurs, tels que les
ports USB sont aussi intégrés. Certains constructeurs n’hésitent pas
à proposer en option une carte graphique ou une carte son intégrée à
la carte mère. Si actuellement les cartes au format ATX sont les
plus vendues, il convient de surveiller le format NLX. Ce dernier
permet en effet une évolutivité plus aisée.
Le format AT - Baby-AT :
Ce format fut très utilisé pour les cartes mères à base de 386, 486
et Pentium. Si ce format est sûrement le plus connu, il ne
correspond désormais plus aux besoins actuels. En effet, la
disposition des différents compo-sants n’en permet pas un accès
aisé. De plus, la circulation d’air y est très moyenne, ce qui en
rend l’usage assez peu adapté aux processeurs actuels, poussés à des
fréquences élevées. Ce format est désormais remplacé par le format
ATX.
Le format ATX :
Désormais, les prises sérielles, parallèle, clavier, souris ainsi
que USB, sont intégrés à la carte mère. Leur position a été
normalisée afin de faciliter la construction de boîtiers adéquats.
Enfin, les connecteurs du contrôleur IDE et floppy sont placés plus
près de ces périphériques, évitant ainsi l’usage de longs câbles.
Le connecteur d’alimentation à
été totalement revu. Il est composé d’un seul connecteur, il est
impossi-ble de l’insérer à l’envers. Il fournit aussi en standard
une tension de 3,3V, ce qui évite l’usage d’un régulateur de
tension, point faible d’une carte mère.
Ces cartes sont moins coûteuses
à fabriquer que les cartes AT. En effet, la suppression du
régulateur de tension, des connecteurs externes ainsi que des
ventilateurs additionnels diminuent le coût global. Ces cartes sont
disponibles en deux formats : ATX (9.6 par 12") ou mini ATX (7.55
par 10.3").
Le format NLX :
Nouveau format proposé par
Intel. Cette fois, tout est normalisé jusqu’à l’emplacement de la
moindre vis.
La carte mère n’est plus qu’une
carte fille. Dans le cas d’une tour en NLX, un module prend place au
fond du boîtier, et reçoit les cartes d’extension et la carte mère.
Ce module comporte les connecteurs de disques et disquettes. La
carte mère contiendra le processeur, la RAM, le chipset et toutes
les entrées/sorties.
Avantage du format : plus besoin
de retirer les cartes d’extension pour changer de carte mère. Il
n’existe pas beaucoup de cartes à ce format et très peu de boîtiers
pour les supporter
1.1.2. La fréquence
Une carte mère doit absolument
pouvoir fournir une fréquence supportée par le processeur choisi.
Jusqu’au 486, ces deux composants avaient la même fréquence, sauf
dans le cas des processeurs à fréquence multipliée où la carte mère
reste à la fréquence de base (par ex.
33 Mhz pour un
486 DX2 66Mhz).
Cette fréquence était donnée par un oscillateur appelé aussi quartz.
Attention, souvent la fréquence indiquée sur celui-ci est à diviser
par deux.
Sur les cartes mères, il est
possible de modifier la fréquence par Jumper.
1.1.3. Le voltage
Une carte mère est disponible dans
divers voltages. C’est en fait le type de processeur qui détermine
ce choix. Jusqu’à récemment, tous les processeurs étaient à un
voltage de 5 V. Suite à des problèmes de dégagement thermique et
d’économie d’énergie, il a été décidé de les passer à 3,3 V.
| STD 3,3V |
CPU classiques Intel et Cyrix/IBM
6x86 à 3,3V |
| VRE 3,53V |
CPU classiques Intel et Cyrix/IBM
6x86 à 3,53V
|
| 2,8/3,3V |
Intel MMX et Cyrix/IBM 6x86L
|
| 2,9/3,3V |
AMD K6 PR2-166 & 200 et Cyrix/IBM
6x86MX |
| 3,2/3,3V |
AMD K6 PR2-233 |
1.1.4. La pile ou
l’accumulateur
Le BIOS exigeant d’être sous
tension en permanence, la carte mère intègre, pour les plus
anciennes, une pile.
Sur les cartes mères plus récentes, on trouvera un accumulateur
généralement situé à coté de la prise clavier. Il se présente sous
la forme d’un cylindre de couleur bleu vif. Cet accumulateur a une
durée de vie théoriquement illimitée (mais dure en général trois
ans). En effet, pour assurer une plus grande longévité, il serait
nécessaire de le décharger complètement de temps en temps, ce qui
est bien sûr dangereux pour le BIOS. Une fois l’accumulateur hors
service, il est possible de le changer bien qu’il soit soudé. De
nombreux constructeurs ont prévu un connecteur pour une pile en cas
de panne.
La nouvelle génération de cartes
mères possède une pile plate au lithium.
1.1.5. Montage et fixation
La carte mère doit être vissée dans le fond du boîtier, mais
elle ne doit en aucun cas être en contact avec les parties
métalliques de celui-ci. A cet effet, on utilise des pièces
d’écartement en plastique. La position des trous pour ces taquets
est standardisée, quelle que soit la taille de la carte mère. De
plus, la carte mère devrait être maintenue en place par un maximum
de vis. Sous celles-ci, placez une rondelle isolante. En effet, les
trous prévus à cet effet sont déjà entourés d’un revêtement isolant,
mais parfois la tête de la vis peut dépasser.
1.1.6. Paramétrage
La première étape, lors de l’acquisition d’une nouvelle carte
mère, est de la paramétrer en fonction des composants (processeurs,
mémoire cache, .. ). A cet effet, vous disposez de jumpers sorte de
connecteurs que l’on peut ponter. S’ils sont reliés par un pont, on
dit que le jumper est FERME
(closed) alors qu’en position libre, il est
OUVERT (Open). La
documentation de la carte mère vous donnera la position et la
configuration des jumpers. Ils sont généralement nommés
J suivi de leur
numéro (J1,
J12,..). Parfois
des SWICTHS sont proposés, leur fonctionnement est très semblable.
1.1.7. ACPI et OnNow
Les standards
ACPI (Advanced
Configuration and Power Interface) et
OnNow poursuivent
un but commun : permettre au PC de revenir à la vie instantanément
et réduire le bruit lorsqu’il n’est pas utilisé. De plus, l’ACPI
permet de réduire la consommation électrique. Considéré comme une
évolution de l’APM
(Advanced Power Management), l’ACPI
permet un meilleur contrôle de l’énergie par le système
d’exploitation. Cette remarque n’est valable que pour les OS
compatibles (Windows 98).
Auparavant, la gestion de
l’énergie était assurée par les fonctions implémentées dans le
BIOS. Cela
pré-sentait deux inconvénients principaux : les fonctions
différaient d’un fabricant de carte mère à un autre et il était
nécessaire de se rendre dans le Bios pour modifier les réglages.
L’ACPI
permet désormais une gestion standardisée d’un PC à l’autre. D’autre
part, son paramétrage au travers du système d’exploitation est
accessible à tous. En réalité, la norme
ACPI est très
complète et évidem-ment très complexe.
Grâce à cette norme, il est
possible, entre autres, de laisser un PC en
stand-by pendant
de longues périodes avec une consommation électrique et un bruit
insignifiant. Il pourra être "réveillé" via un modem, par un appel
téléphonique ou même par la réception de données au travers d’une
carte réseau.
Le processeur est un composant
électronique qui n’est autre que le "cœur pensant" de tout
ordinateur. Il est composé de plusieurs éléments dont, entre autres,
les registres (mémoire interne).
Dans le monde des PC, les principaux fabricants sont :
INTEL,
IBM,
CYRIX,
AMD,
NEXGEN (désormais
racheté par AMD), CENTAUR
et TEXAS INSTRUMENT.
Sur les autres systèmes, il y a aussi :
MOTOROLA
(principalement Macintosh),
ARM, ATT,
DEC,
HP,
MIPS et
SUN&TI. Dans le
domaine des compatibles, Intel a été et reste le pionnier.
Cette société américaine a fixé
un standard (80x86)
sur lequel repose la totalité des logiciels PC.
1.2.1. Le support
La mise en place d’un processeur doit se faire avec de grandes
précautions. Veillez à bien superposer le
détrompeur du
processeur (un coin tronqué
ou un point de couleur)
sur celui du support. Sur les machines antérieures au Pentium, le
support LIF (Low
Insertion Force) était couramment utilisé. Ce dernier n’est en fait
qu’une base perforée où le processeur devait être inséré
de force. Il
fallait éviter à tout prix de plier les broches qui pouvaient
casser. On pouvait alors soit utiliser un extracteur ou faire levier
doucement avec un tournevis.
Désormais utilisé, le support
ZIF (Zero
Insertion Force) est constitué d’un socle plastique généralement de
couleur bleue ou blanche et d’un levier. Lorsque ce dernier est
levé, le processeur n’est plus maintenu et peut être extrait sans
effort, d’où son nom.
Différentes versions sont
disponibles :
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ZIF 1
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Utilisé sur les cartes mères
486, il possédait 168 ou 169 broches et était peu
courant. |
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ZIF 2
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Utilisé sur les cartes mères
486, il possédait 239 broches et était aussi peu
répandu. |
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ZIF 3
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Support typique des processeurs
486, comptant 237 broches. |
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ZIF 4
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Support utilisé par les premiers
Pentium (60 et 66 Mhz).
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ZIF 5
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Support utilisé par les Pentium
de la série P54C, jusqu’à 166Mhz. Il possède 320
broches. |
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ZIF 6
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Utilisé sur les cartes mères
486, il possédait 235 broches et était rare. |
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ZIF 7
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Il s’agit d’une extension du
ZIF5, destiné aux machines de plus de 166Mhz. Une broche
a été rajoutée pour le support de l’Overdrive P55CT.
C’est le support stan-dard pour les processeurs AMD K6
et Cyrix/IBM 6x86MX. |
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ZIF 8
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Support destiné au Pentium Pro
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Slot One
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Connecteur destiné à accueillir
la carte processeur du Pentium II. Il ne peut pas
fonctionner sur des cartes mères d’une fréquence
supérieure à 66Mhz. |
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Slot Two
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Support en cours d’étude destiné
à accueillir le futur Intel Deschutes. Il sera
utilisable sur des cartes mères d’une fréquence
d’horloge de 100Mhz. |
1.2.2. La famille
Intel a fixé une norme nommée
80x86, le
x représentant la
famille. On parle ainsi de 386, 486,... Un nombre élevé signifie un
processeur de conception récente et donc plus puissant. Cette
dénomination a été reprise par ses concurrents. Aux États-Unis, une
appellation composée seulement de nombres ne peut être protégée,
c’est pour cette raison que les processeurs de la génération
5 d’Intel se
nomment PENTIUM (Pro) et non 586 (686). Ces indications sont
clairement indiquées sur la surface du processeur. En fait, la
puissance a été augmentée grâce à un jeu d’instructions plus évolué
et à une technologie plus poussée.
1.2.3. Le voltage
Jusqu’au Intel
486DX2, les
processeurs avaient toujours un voltage de
5V. Mais pour les
486DX4 et les
Pentiums dès
75Mhz, cette
valeur est descendue à 3,3V, voire 3,1V.
Ce choix a été poussé par deux
raisons :
- il était nécessaire de
diminuer l’important dégagement de chaleur lié à des fréquences
élevées,
- on réduit ainsi la
consommation d’énergie.
Le principal problème posé par
la réduction de tension est l’augmentation de la sensibilité aux
parasites. Ainsi certains constructeurs dotent leurs processeurs
d’une double tension. Celle du cœur du CPU, consommant environ 90 %
de l’énergie, est abaissée au maximum, alors que celle des ports I/O
plus sensible aux perturba-tions, est augmentée.
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.
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