A. LE MICROPROCESSEUR

C'est un circuit intégré (puce / chips) ; il est composé d'un très grand nombre de transistors et tient dans la paume de la main. C'est le cœur de l'ordinateur.

 

1. FONCTIONNEMENT – ARCHITECTURE

Les processeurs se différencient par un certain nombre de caractéristiques :

- Leur technologie (épaisseur de la couche de silicium en microns)

- Leur nombre de transistors (en millions)

- Leur voltage (de 1,4 à 5 volts) - plus il est grand, plus le processeur chauffe

- La taille de la mémoire cache intégrée

- Leur architecture interne : risc (nombre d'instructions réduit), cisc (), pipelines (une instruction est exécutée avant la din de la précédente)

- Leur cycle d'horloge (plus petite unité de temps reconnue)

- Leur méthode d'insertion sur la carte mère (slot, socket…)

- Le nombre de noyaux (core)

- Les fonctionnalités intégrées (réseau, audio, vidéo…)

a) LOI DE MOORE

L'évolution des processeurs a suivi jusqu'à présent une loi mathématique dite loi de MOORE, permettant de prédire le nombre de transistors intégrés dans un microprocesseur (doublement tous les 18 mois).

b) REPRÉSENTATION

Le pionnier de l'intelligence artificielle Hans Moravec propose un graphique mettant en rapport l'évolution de la puissance et du coût d'un ordinateur jusqu'au cerveau humain.

2. INTEL

Intel est le principal fabricant de processeurs pour PC de bureau et portables.

a) ARCHITECTURES

L’architecture des processeurs Intel a énormément évolué au fil du temps, en taille de gravure et en organisation interne (cœurs, cache, circuit graphique, etc.).

           

micro-processeur Arrow Lake – Core Ultra 200S source : intel.fr (2024)

Toutes les informations passent par le processeur. Il exécute les ordres des logiciels, envoie des instructions au disque dur, à la mémoire vive et à l’écran. Sa puissance dépend du nombre d’instructions traitées en un cycle et de la fréquence d’horloge (nombre de cycles exécutés par seconde). Cette fréquence se mesure aujourd’hui principalement en gigahertz (GHz), soit des milliards de cycles par seconde. Plus elle est élevée, plus le processeur est rapide, à architecture identique.

La quinzième génération des Core Ultra de bureau (famille Arrow Lake, 2024) marque une rupture majeure avec l’adoption d’une architecture en chiplets (« tiles ») assemblés sur un interposeur. On distingue :

• un Compute Tile (gravé en TSMC N3B) regroupant jusqu’à 8 P‑Cores Lion Cove et 16 E‑Cores Skymont,
• un GPU Tile (Xe‑LPG, gravé en TSMC N5P),
• un SoC Tile intégrant le contrôleur mémoire DDR5 et le PCIe 5.0,
• un NPU de 3ᵉ génération dédié à l’intelligence artificielle (environ 13 TOPS).

Sur ces processeurs, les P‑Cores ne bénéficient plus de l’Hyper‑Threading (deux threads par cœur), Intel ayant choisi d’augmenter les performances par cœur (IPC) et de s’appuyer sur le nombre total de cœurs physiques pour le multitâche.

b) PROCESSEURS DE DERNIÈRES GÉNÉRATIONS

c)  DÉSIGNATION PROCESSEURS

La désignation complète d’un processeur Intel combine :

· une marque (par exemple Intel® Core™ 7, Intel® Core™ Ultra 7),

· un numéro de modèle (génération + référence),

· éventuellement un ou plusieurs suffixes alphabétiques qui indiquent des caractéristiques particulières (consommation, présence d’un GPU intégré, etc.).

La numérotation des processeurs Intel® Core de la première génération est composée :

· d'un identifiant alphanumérique

· d'une série de trois chiffres

La numérotation de la deuxième génération des processeurs Intel® Core™ est composée :

· d'un identifiant alphanumérique

· d'une série de quatre chiffres

· d'un suffixe alphanumérique

 

 -

La numérotation des processeurs Intel Core™2 est composée :

· d'un préfixe alphanumérique

· d'une série de quatre chiffres

· d'un suffixe alphanumérique (S pour les modèles basse-tension)

 

4

La numérotation des processeurs Intel Core™i7 est composée :

· d'un préfixe alphanumérique de 2 caractères (i7)

· d'une série de quatre chiffres (8650) indiquant la génération du processeur (8^ème) et la famille (650)

· d'un suffixe alphanumérique (0,1 ou 2 lettres) indiquant une caractéristique spécifique du processeur

 

Depuis 2023‑24, Intel a créé de nouvelles marques : Intel Core (sans le « i ») et Intel Core Ultra

Les numéros de modèle des processeurs Intel Core Ultra

· contiennent le chiffre 1 ou 2 pour indiquer leur génération.

· portent les suffixes H, U ou V. pour PC portables

· portent les suffixes K, F, KF ou T. pour PC de bureau

Les processeurs Intel Core 7 sont dotés d'une nomenclature plus courte qui comprend un système à 3 chiffres pour le numéro du processeur.

Suffixes pour les processeurs Intel Core Ultra et Intel Core

· K Hautes performances, débloqué

· F Nécessite une carte graphique dédiée

· S Édition spéciale

· T Style de vie optimisé pour l'efficacité énergétique

d) ÉVOLUTION

 

3. AMD

Amd produit principalement des processeurs et des cartes graphiques.
En 1999, amd faisait un retour remarqué avec l'Athlon. Ce processeur, plus puissant qu'un Pentium III (Katmai) et de même fréquence lui permettait de dépasser pour la première fois depuis des années Intel
amd propose un choix de processeurs équivalent à celui d'Intel avec des prix très abordables et maintenant des gravures en 7 nm.

- Le Fx (multimédia)

- Les Apu (avec puce graphique) - A10 - A8 – A6 – A4)

- L'athlon et L'athlon II

- Le phenom

- Le Sempron

- Les séries A

- Les ryzen

- Les EPYC

AMD (Advanced Micro Devices) est, avec Intel, l’un des principaux fabricants de micro‑processeurs pour PC de bureau et PC portables. L’entreprise est particulièrement connue pour ses gammes Ryzen, Athlon et Threadripper, ainsi que pour ses APU (processeurs intégrant un circuit graphique).

a) ARCHITECTURES

L’architecture des processeurs AMD a beaucoup évolué, en particulier depuis l’arrivée de la famille Zen, qui a replacé AMD au niveau d’Intel en performances par cœur et en efficacité énergétique.

On distingue notamment :

- Bulldozer, Piledriver, Steamroller et Excavator, qui ont équipé les anciennes gammes FX et certaines APU.

- Zen, Zen+, Zen 2, Zen 3 et Zen 4 (et au‑delà), qui forment la base des processeurs Ryzen modernes de bureau, mobiles et serveurs.

AMD a été l’un des premiers à généraliser la gravure en 7 nm puis 5 nm sur des processeurs grand public, en s’appuyant sur les usines de TSMC. Cela permet d’augmenter la densité de transistors et de réduire la consommation énergétique pour une même puissance.

Les processeurs de bureau récents utilisent principalement deux sockets :

- AM4 pour les générations Ryzen jusqu’à Zen 3,

- AM5 pour les Ryzen les plus récents (Zen 4 et suivants), avec prise en charge DDR5 et PCI Express 5.0.

​Comme chez Intel, le processeur exécute les instructions des logiciels, communique avec la mémoire vive, le stockage et la carte graphique. Ses performances dépendent de la fréquence (en GHz), du nombre de cœurs et de threads, et de l’architecture (nombre d’instructions par cycle, organisation du cache, etc.).

b)  DÉSIGNATION DES PROCESSEURS AMD

AMD utilise plusieurs gammes pour ses processeurs PC : Ryzen, Athlon et, pour le très haut de gamme de création de contenu, Ryzen Threadripper.

Principales familles grand public :

· Ryzen 3 : entrée de gamme (bureautique, multimédia léger),

· Ryzen 5 : milieu de gamme (usage polyvalent, jeux),

· Ryzen 7 : haut de gamme,

· Ryzen 9 : très haut de gamme grand public,

· Ryzen Threadripper : très haut de gamme HEDT / station de travail.

La désignation complète d’un processeur Ryzen combine :

· une marque (AMD Ryzen 5, Ryzen 7, etc.),

· un numéro de modèle (par exemple 7600X, 7800X3D, 8700G),

· un suffixe éventuel (X, X3D, G, U, HS, HX, etc.) qui précise l’usage ou une caractéristique particulière.

Numérotation des Ryzen de bureau

Pour les Ryzen de bureau récents (séries 5000, 7000, 8000…), le schéma est généralement :

Marque → Série → Génération → Modèle → Suffixe.

​Ryzen de bureau : AMD Ryzen 7 7800X3D

· 7 : génération (série 7000, socket AM5),

· 800 : référence du modèle au sein de la génération,

· X3D : suffixe indiquant la présence de mémoire cache 3D V‑Cache, optimisée pour les jeux.

Les suffixes de bureau les plus fréquemment utilisés sont :

· X : version hautes performances (fréquences plus élevées),

· X3D : version avec 3D V‑Cache (gaming),

· G : APU avec circuit graphique intégré (par exemple Ryzen 7 8700G),

· GE : version basse consommation d’un modèle G, avec TDP réduit.

Ryzen mobiles : AMD Ryzen 7 7840U (PC portables)

· 7 = génération / année (série 7000, introduite en 2023),

· 8 = segment (Ryzen 7, haut de gamme),

· 4 = architecture (Zen 4 dans cet exemple),

· 0 = niveau au sein de la gamme,

· U = suffixe basse consommation pour ultraportables.

 

Dans un modèle Ryzen 9 7945HX :

· 7 = série 7000,

· 9 = segment Ryzen 9 (très haut de gamme),

· 4 = architecture Zen 4,

· 5 = modèle haut dans la gamme,

· HX = suffixe indiquant une puce mobile très hautes performances (TDP élevé), pour PC portables gaming.

Principaux suffixes mobiles :

· U : basse consommation (ultraportables, priorité à l’autonomie),

· HS : performance / efficacité équilibrée (PC portables fins mais puissants),

· H, HX : hautes performances (PC portables de jeu, stations mobiles).

Autres suffixes :

· PRO : versions destinées aux entreprises, avec fonctions de gestion et de sécurité supplémentaires,

· Athlon : entrée de gamme, souvent avec iGPU intégré, pour des PC bureautiques ou très économiques.

c)  ÉVOLUTION

Les micro-processeurs AMD ont évolué sur bien des points depuis leur origine.