B. La carte mère

B.                   LA CARTE MÈRE

La carte mère est la carte principale de l'ordinateur. Elle va recevoir le microprocesseur, les mémoires, les cartes d'extensions... Elles sont caractérisées par :

les processeurs qu'elles supportent Leur type leur alimentation électrique leur fréquence

leur bus de connexion leur chipset leur bios leur intégration

ex : carte mère msi micro atx socket 1151 intel b360 express

Caractéristiques

Type	micro ATX
Type de chipset	Intel B360
Socket	LGA1151
Processeurs Compatibles	Celeron, Core i5, Core i3, Core i7, Pentium Gold (supports Intel Core i3/i5/i7/Pentium Gold/Celeron 8e génération)
RAM	DDR4 - 64 Go maxi
Horloge de bus	2400 MHz, 2133 MHz, 2666 MHz
Fonctions	Architecture de mémoire bicanal, profiles Intel XMP (Extreme Memory Profile) - puce TPM 2.0 pour le passage à windows 11
Audio	Audio HD (8 canaux) - 2x Realtek ALC892 - aute définition
Contrôleur réseau	Gigabit Ethernet - Intel I219V
Extensions	1 x CPU 4 x DIMM 288 broches 2 x PCIe 3.0 x16 (mode x16/x4) 2 x PCIe 3.0 x1
Interfaces de stockage	SATA-600 -connecteurs : ATA série 4 x 7 broches SATA-600 / PCIe 3.0 -connecteurs : 1 x M.2 PCIe 3.0 -connecteurs : 1 x M.2
Interfaces	1 x HDMI 1 x LAN (Gigabit Ethernet) 4 x USB 2.0 1 x clavier / souris PS/2 1 x DVI-D 1 x DisplayPort 1 x sortie de ligne audio - mini-jack 1 x TOSLINK 1 x USB 3.1 Gen 2 1 x USB-C Gen2
Interfaces internes	2 x USB 2.0 - connecteur 2 x USB 3.1 Gen 1 - connecteur 1 x audio - connecteur 1 x USB-C Gen2 - connecteur
Alimentation	Connecteur d'alimentation auxiliaire 24 broches, connecteur ATX12V 8 broches

1.            TYPES DE CARTES MÈRES

Une carte mère a des dimensions normalisées afin que le boitier qui la reçoit et les composants qu'elle reçoit soient adaptés.

Origine	Désignation	Dimensions
Ibm	ATX	305 mm x 244 mm
Intel	microATX	244 mm x 244 mm
Intel	FlexATX	229 mm x 191 mm
Intel	Mini ATX	284 mm x 208 mm
Via	Mini ITX	170 mm x 170 mm
Via	Nano ITX	120 mm x 120 mm
Intel	BTX	325 mm x 267 mm
Intel	microBTX	264 mm x 267 mm
Intel	picoBTX	203 mm x 267 mm
AMD	miniDTX	170 mm x 203 mm

 

À noter que le mini itx (170 x 170) est un format de plus en plus utilisé pour ce que l'on appelle les "barebones" (unité centrale miniature)

2.            LE SOCKET

Les cartes mères sont prévues pour fonctionner avec un type de microprocesseur donné. Ce microprocesseur va être adapté sur un support destiné à le recevoir, le slot ou socket. (Le slot permet l'insertion d'une carte fille supportant le processeur, le cache, le ventilateur...) La plupart des processeurs utilisent un support de type Socket.

lga 2066 

La vitesse interne de la carte mère est en rapport avec le processeur. Un coefficient multiplicateur permet d’adapter la vitesse du processeur à celle de la vitesse d'horloge de la carte mère en un multiple de celle-ci (pour une vitesse d'horloge de 133 MHz et un coefficient multiplicateur de 10x, le CPU fonctionne à 1333 MHz). Cette opération est automatisée sur la plupart des cartes (à moins de vouloir faire de l'overclocking)).

 

socket	Cpu Intel	Fréquence
slot 1	pentium 3, celeron	233 - 1000
socket 370	pentium 3, celeron	75 – 570
socket 423	pentium 4, celeron	1300 - 2000
socket 478	pentium 4, celeron	1200 - 3460
socket 775	pentium 4, celeron, pentium d, core 2duo, core 2quad	1600 - 3800
lga 1151	Core I5 et I7 Skylake
lga 1150	Core I5 et I7 Broavwell et Haswell	1000 – 4400
lga 1155	Core I3,I5 et I7 IvyBridge et Sandybridge	1200 – 3700
lga 1156	intel celeron dual-core - intel core	1860 - 3600
lga 1366	intel core i7	1600 - 4400
g1/rpga988a	intel mobile et coremobile	1600 – 2800
g2/rpga988b	intel mobile et coremobile	1500 - 3000
g3/rpga946b	intel mobile et coremobile	2000 - 3100
m/mpga478mt	intel celeron m - intel core duo et solo	1460 – 2333
lga 2066	Core i5, i7, i9	2066
lga 1200	Celeron, i3, i5, i7, i9	1200

actuel

socket	Cpu Amd	Fréquence
slot a	duron, athlon	75- 570
socket a	duron, athlon, athlon xp, sempron	600 - 2333
socket 754	athlon 64, mobile athlon 64, sempron, turion	1000 - 2600
socket 939	athlon 64, athlon fx, athlon x2, sempron, opteron	1800 - 3000
socket 940	opteron et athlon 64 fx	1400 - 3000
socket am2	athlon 64, athlon fx, athlon x2, sempron, phenom	1600 - 2800
socket am2+	athlon 64, athlon fx, athlon x2, sempron, phenom	1600 - 2800
socket am3	phenom ii, athlon ii et sempron	1600 - 2800
socket am4	ryzen	1600 - 3600
socket fm1	a4 – a6 – a8- atlhon ii – sempron x2	2100 - 3000
socket fm2	a4 – a6 – a8- a10 - atlhon ii – sempron x2	2100 - 4000
socket fm2+	a4 – a6 – a8- atlhon ii – sempron x2	3100 - 3900
socket fs1	a4 – a6 – a8 pour notebooks	1400 - 2300
socket s1	dual-core mobile athlon ii, phenom ii et sempron mobile	1600 - 3200

3.            L'ALIMENTATION ÉLECTRIQUE

L'alimentation électrique des cartes mères s'effectue en 12 volts. Elle est liée à la consommation du processeur et des différents composants, notamment la carte vidéo qui exige souvent 2 alimentations séparées. Cette alimentation est fournie par l'alimentation générale du boitier.

critères :

• puissance de l'alimentation en Watts (de 250 à 750 w)
• nombre de sorties disponibles pour alimenter chaque composant
• type d'alimentation (atx ou sata)

alimentation ATX

alimentation sata

 

• connecteurs auxiliaires (un ou deux) CPU 12 volts à 4 ou à 8 broches destinés à l’alimentation du processeur.   

 

• connecteur PCI-Express 6+2 broches (un ou plusieurs)

4.            L'HORLOGE ET LE CMOS

L'horloge temps réel (notée RTC, pour Real Time Clock) est un circuit chargé de la synchronisation des signaux du système. Elle est constituée d'un cristal qui, en vibrant, donne des impulsions (appelés tops d'horloge) afin de cadencer le système. On appelle fréquence de l'horloge (exprimée en MHz) le nombre de vibrations du cristal par seconde, c'est-à-dire le nombre de tops d'horloge émis par seconde. Plus la fréquence est élevée, plus le système peut traiter d'informations.

5.            LES DIFFÉRENTS TYPES DE BUS

Les bus sont les lignes qui relient les différents composants. Ils fonctionnent avec des débits différents. Le processeur a un rôle central et doit pouvoir communiquer avec tous les périphériques. Cependant, le processeur n’est pas connecté directement avec tous ; cette solution rendrait les cartes mères trop complexe et nécessiterait un changement de processeur à chaque nouvelle technologie de composant.

Les périphériques se connectent sur un bus relié au processeur. Chaque périphérique dialogue avec le processeur selon un protocole de communication commun. Ce standard de communication permet de limiter les connecteurs et les technologies donc les coûts et permet facilement de supporter les nouveaux composants. D’où l’universalité et l’évolution des éléments intégrés dans les ordinateurs "compatible PC".

Ceci est une simplification du fonctionnement réel, car ce sont les contrôleurs de composant (disque dur, mémoire...) qui se connectent à ce bus commun affranchissant les périphériques en eux-mêmes de ce contrôle. Du côté du processeur un contrôleur de bus (gestionnaire des protocoles de communications) externe au processeur est chargé de dialoguer sur ces bus. C’est ce qu’on appelle les ponts (bridge).

Il n’y a pas qu’un seul bus car cela pourrait poser des problèmes de bouchons et de transmissions, de plus certains périphériques ont besoin de bien plus de bande passante que d’autre (par exemple : carte réseau / mémoire). Il y a plusieurs types de bus fonctionnant à des fréquences et des transmissions en parallèle ou en série, donc débits différents.

Les transmissions séries, c’est-à-dire avec un seul fil sur lequel transite toutes les données sont l’avenir, ils permettent des montées en fréquence, à opposer aux anciennes transmissions parallèles sur plusieurs fils, qui posaient des problèmes de synchronisations et de gestions lors des montées en fréquences

a)   BUS PROCESSEUR

Le socket processeur est unique pour chaque génération de processeur. Il limite donc l’évolutivité de la configuration. Ce socket permet d’accueillir les multiples broches du processeur qui sont autant de lignes qui constituent le bus processeur. Chaque génération de processeur a un nombre de broches différent et des fonctionnalités particulières pour chacune d’elle. Le bus processeur ou FSB (Front Side Bus) relie le processeur au northbridge et indirectement à tous les autres éléments de la carte mère. Il est un des plus influents sur les performances générales du système. Ce bus est constitué de trois bus aux rôles différents le bus de données, le bus d’adresse et le bus de commande.

(1)          BUS DE DONNÉES

C’est souvent lui qui définit l’ensemble du bus processeur ; pratiquement toutes les informations doivent y passer, d’où son importance. Sa fréquence de fonctionnement dépend du processeur utilisé et n’a de cesse d’augmenter dès qu’une nouvelle génération de processeur apparaît, complètement lié aux caractéristiques de celui-ci.

La formule de calcul du débit est la suivante
Débit = (fréquence du bus ) x (largeur du bus en d’octet) x 4
266 * 8 * 4 = = 8512 Mo/s = 8 Go/s.

 

 

	vitesse			bande passante
QPI		4,8 gb/s	9,6 gb/s
QPI		5,6 gb/s	11,2 gb/s
QPI		6,4 gb/s	12,8 gb/s
QPI		7,2 gb/s	14,4 gb/s
QPI		8,0 gb/s	16,0 gb/s
QPI		9,6 gb/s	19,2 gb/s
UPI		10,4 gb/s	20,8 gb/s

(2)          BUS DE COMMANDE

Le bus de commande ou bus de contrôle transporte les ordres et les signaux de synchronisation entre le processeur et les autres composants.
Le bus de commande permet d’envoyer les requêtes associées avec l’envoi des données et des adresses dans les deux autres bus. Par exemple, les requêtes de lecture ou d’écriture lors de transfert entre processeur et mémoire.

(3)          BUS D'ADRESSE

Dès que le processeur a besoin d’une donnée, il envoie son adresse par le bus d’adresse en direction du composant visé. Bien souvent une adresse en mémoire vive, mais aussi un autre composant ou périphérique grâce aux ports d’Entrée/Sortie qui sont des identifiants uniques qui les caractérisent. La mémoire ou le périphérique reçoit le signal d’adressage et renvoie la donnée visée par le bus de données. De même lorsque le processeur veut envoyer des données à un composant, il envoie les données par le bus de données et l’adresse où il souhaite qu’elle soit sauvegardée par le bus d’adresse.
La largeur du bus d’adresse entre processeur et mémoire influent sur les quantités de mémoire adressable donc la quantité de mémoire que l’on peut utiliser sur une plateforme. Au début de l’informatique le bus de 20 bits permettait d’adresser 1 Mo de mémoire vive, plus tard, des bus à 36 bits (des Pentium 4 par exemple) permettent d’adresser 64 Go de mémoire vive. Enfin avec l'architecture x86_64, les adresses sont codées sur 64 bits : la taille maximale theorique de la mémoire adressable est donc 2 puissance 64 octets.

b)  BUS MÉMOIRE

Le contrôleur mémoire est présent dans le northbridge (Intel) ou inclut dans le processeur pour les modèles amd. C’est ce contrôleur qui permet de gérer de la mémoire vive avec des fréquences et des latences plus ou moins élevées.
La fréquence du bus est modulable selon celles supportées par les barrettes qui l’équipent.

c)   BUS D’EXTENSION PCI

Avant le PCI Express, tous les bus PC et les connecteurs d’extension utilisaient une communication parallèle ( plusieurs bits sont transférés en même temps) ou série (les bits sont transférés à la suite, un par cycle d’horloge).

Géré par le southbridge (chipset), le PCI offre à l'origine un débit de 133 Mo/s mais son débit n’était plus suffisant et même limitant beaucoup les performances, car la bande passante est divisée entre les périphériques connectés. Peu à peu pour les plus rapides, la connexion est faite directement avec le Northbridge (processeur).

source: Tested.com

Une ligne PCI Express est une paire de liens fonctionnant chacun à 2,5 Gbit/s chacun, soit 250 Mo/s (et non 320 Mo/s car pour un octet de 8 bits, le bus transmet en réalité 10 bits). Cette transmission est utilisée par les ports SATA, USB ou FireWire en remplacement des anciennes technologies parallèles des ports Ata ou port Parallèle

 

Les interfaces rapides (contrôleur sata par exemple) peuvent être utilisées efficacement sans goulet d’étranglement du bus PCI. Les versions s'échelonnent : PCIe 1.0 (2003), PCIe 2.0 (2007),PCIe 3.0 (2010), PCIe 4.0 (2017), PCIe 5.0 (2019), PCIe 6.0 (2021) avec des débits allant jusqu'à 128 Gb/s pour le PCIe 6.0 avec une carte mère gérant 16 voies.

évolution des taux de transfert pour une voie

La principale différence est l’utilisation de transmission série pour le PCI Express et de transmission en parallèle pour le PCI . En série, les bits sont envoyés sur une seule et même ligne. Cette solution facilite la synchronisation des envois et permet d’augmenter plus facilement le débit par rapport à l’utilisation de multiple ligne parallèle

 

Cependant, les deux ports ne fonctionnent pas obligatoirement en 16x, le nombre de ligne activable est limité. Ils peuvent fonctionner en 16x/4x ou 8x/8x, à vérifier selon les constructeurs.

 

	Année	Fréquence	Puissance max	Bande passante	Débit par ligne
PCI 2.2 (32bits)	1992	33 MHz	25 watts	133 Mo/s	-
PCI-Express 1.x	2003	100 MHz	75 watts	2,5 GT/s	250 Mo/s
PCI-Express 2.x	2007	100 MHz	75 watts	5 GT/s	500 Mo/s
PCI-Express 3.x	2012	100 MHz	75 watts	8 GT/s	984,6 Mo/s
PCI-Express 4.x	2017	100 MHz	75 watts	16 GT/s	1969,2 Mo/s
PCI-Express 5.x	2019	100 MHz	75 watts	32 GT/s	3938 Mo/s
PCI-Express 6.x	2022	100 MHz	75 watts	64 GT/s

Source wikipédia

d)  BUS GRAPHIQUE

L’ancien AGP a été déjà remplacé depuis plusieurs années mais NVidia propose encore avec son chipset "nForce 3" des cartes graphiques en AGP 16x avec un débit de 4 Go par seconde.

Le PCI Express est le bus idéal pour connecter des cartes graphiques

 

Les systèmes sli nvidia ou CrossFire d’ATI permettent de faire fonctionner deux cartes graphiques ensemble, les cartes mères sont alors équipées de deux ports PCI Express.

e)  BUS USB (Universal Serial Bus)

Il mérite une place à part car comme son nom l'indique, il permet de presque tout faire.

(1)          ÉVOLUTION

Le bus usb permet de connecter des périphériques quand l'ordinateur est en marche et en bénéficiant du Plug and Play. Il permet aussi d'alimenter les périphériques peu gourmands en énergie.

• usb1 : jusqu'à 1,5 Mo/s
• usb2 : jusqu'à 60 Mo/s ; l'évolution otg permet à 2 périphériques de communiquer sans passer par un ordinateur
• usb3 : jusqu'à 625 Mo/s et une puissance électrique accrue (4,5watts)
• usb3.1 : jusqu'à 1,2 Go/s et plus de sens pour le branchement
• usb3.2 gen 1 : jusqu'à 5 Gb/s
• usb3.2 gen 2 : jusqu'à 10 Gb/s
• usb3.2 gen 2x2 : jusqu'à 20 Gb/s
• thunderbolt3 : association de la technologie de transfert haut débit Thunderbolt avec le nouveau format usb-c réversible
• thunderbolt4 : prise en charge native de la norme USB 4

La technologie Thunderbolt intel ™ permet d'atteindre 40 Gbit/s. La bande passante est suffisante pour relier en série plusieurs appareils haut débit, sans utiliser ni hub ni commutateur

(2)          PROTOCOLES

Le port usb en utilise 5 types :

• transfert de commande, utilisé pour l'énumération et la configuration des périphériques.
• transfert d’interruption, utilisé pour fournir des informations de petite taille (claviers, souris) ;
• transfert isochrone, utilisé pour effectuer des transferts volumineux en temps réel avec garantie de bande passante (flux audio et vidéo) ;
• transfert en masse, utilisé pour transférer des informations volumineuses avec garantie d'acheminement (dispositifs de stockage).
• Alternate Mode qui permet d'étendre l'usage de l'USB à d'autres fonctions 

(3)          CONNECTEURS

Les connecteurs utilisés ont eux aussi évolués :

f)    BUS M.2

Le bus M.2 ou NGFF (Next Generation Form Factor) est le successeur du mSata concu pour connecter des cartes filles et plutôt destinés aux portables, tablettes et ultrabook.

6.            LES CHIPSETS

Le chipsets est un composant électronique servant d'interface entre le processeur et ses périphériques, Il est spécifiquement conçu pour ce microprocesseur. Il existe de différentes fabricants (amd, nvidia, via...) mais ceux d'INTEL sont les plus courants

Chipset

Intel® Q170 Chipset

Intel® Q150 Chipset

Intel® H110 Chipset

Intel® Z170 Chipset

Intel® B150 Chipset

Intel® H170 Chipset

Famille

série 100

série 100

série 100

série 100

série 100

série 100

Lancement

Q3'15

Q3'15

Q3'15

Q3'15

Q3'15

Q3'15

Vitesse  bus

8 GT/s

8 GT/s

5 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

Gravure

22 nm

22 nm

22 nm

22 nm

22 nm

22 nm

PDT

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

Barrettes DIMM par canal

2

2

1

2

2

2

Nbre écrans

3

3

2

3

3

3

Révision PCI E

3

3

2

3

3

3

Configurations PCI Express

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

Voies PCI E

20

10

6

20

8

16

Ports USB

14

14

10

14

12

14

Révision USB

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

USB 3.0

10

8

4

10

6

8

USB 2.0

14

14

10

14

12

14

Ports SATA à 6,0 Go/s

6

6

4

6

6

6

Configuration RAID

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

N/A

N/A

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

N/A

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

Contrôleur LAN intégré

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Configurations  PCIE processeur

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

1x16

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

1x16

Chipset

Intel® X299 Chipset

Intel® Q250 Chipset

Intel® B250 Chipset

Intel® Q270 Chipset

Intel® Z270 Chipset

Intel® H270 Chipset

Famille

série 200

série 200

série 200

série 200

série 200

série 200

Lancement

Q2'17

Q1'17

Q1'17

Q1'17

Q1'17

Q1'17

Vitesse  bus

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

Gravure

22 nm

22 nm

22 nm

22 nm

22 nm

22 nm

PDT

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

Barrettes DIMM par canal

2

2

2

2

2

Nbre écrans

3

3

3

3

3

Révision PCI E

3

3

3

3

3

3

Configurations PCI Express

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

Voies PCI E

24

14

12

24

24

20

Ports USB

14

14

12

14

14

14

Révision USB

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

3,0/2.0

USB 3.0

10

8

6

10

10

8

USB 2.0

14

14

12

14

14

14

Ports SATA à 6,0 Go/s

8

6

6

6

6

6

Configuration RAID

0, 1, 5, 10

N/A

N/A

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

Contrôleur LAN intégré

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Configurations  PCIE processeur

1x16

1x16

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

Chipset

Intel® Z370 Chipset

Intel® Q370 Chipset

Intel® H370 Chipset

Intel® Z390 Chipset

Intel® B360 Chipset

Intel® H310 Chipset

Famille

série 300

série 300

série 300

série 300

série 300

série 300

Lancement

Q4'17

Q2'18

Q2'18

Q4'18

Q2'18

Q2'18

Vitesse  bus

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

5 GT/s

Gravure

14 nm

PDT

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

Barrettes DIMM par canal

2

2

2

2

2

1

Nbre écrans

3

3

3

3

3

2

Révision PCI E

3

3

3

3

3

2

Configurations PCI Express

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

Voies PCI E

24

24

20

24

12

6

Ports USB

14

14

14

14

12

10

Révision USB

3,0/2.0

3,1/2.0

3,1/2.0

3,1/2.0

3,1/2.0

3,1/2.0

USB 3.0

10 Total USB 3.1

8 Total USB 3.1

10 Total USB 3.1

6 Total USB 3.1

4 USB 3.1 Gen 1 Ports

USB 2.0

- 6 USB 3.1 Gen 2

- 4 USB 3.1 Gen 2

- 6 USB 3.1 Gen 2

- 4 USB 3.1 Gen 2

10 USB 2.0 Ports

Configuration USB

- 10 USB 3.1 Gen 1

- 8 USB 3.1 Gen 1

- 10 USB 3.1 Gen 1

- 6 USB 3.1 Gen 1

Configuration USB

14 USB 2.0

14 USB 2.0

14 USB 2.0

12 USB 2.0

Ports SATA à 6,0 Go/s

6

6

6

6

6

4

Configuration RAID

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

Contrôleur LAN intégré

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Configurations  PCIE processeur

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

1x16

Chipset

Intel® B365 Chipset

Intel® Z490 Chipset

Intel® H470 Chipset

Intel® Q470 Chipset

Intel® B460 Chipset

Intel® H410 Chipset

Famille

série 300

série 400

série 400

série 400

série 400

série 400

Lancement

Q4'18

Q2'20

Q2'20

Q2'20

Q2'20

Q2'20

Vitesse  bus

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

8 GT/s

PDT

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

6 W

Barrettes DIMM par canal

2

2

2

2

2

1

Nbre écrans

3

3

3

3

3

2

Révision PCI E

3

3

3

3

3

3

Configurations PCI Express

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

x1, x2, x4

Voies PCI E.

20

24

20

24

16

6

Ports USB

14

14

14

14

12

10

Révision USB

3,0/2.0

3,2/2.0

3,2/2.0

3,2/2.0

3,2/2.0

3,2/2.0

USB 3.0

10 Total USB 3.2

8 Total USB 3.2

10 Total USB 3.2

8 Total USB 3.2

4 Total USB 3.2

USB 2.0

- 6 USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)

- 4 USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)

- 6 USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)

- 0 USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)

- 0 USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)

Configuration USB

- 10 USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)

- 8 USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)

- 10 USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)

- 8 USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)

- 4 USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)

Configuration USB

14 USB 2.0

14 USB 2.0

14 USB 2.0

12 USB 2.0

10 USB 2.0

Ports SATA à 6,0 Go/s

6

6

6

6

6

4

Configuration RAID

PCIe* 0,1,5 / SATA 0,1,5,10

0,1,5,10(SATA)

0,1,5,10(SATA)

0,1,5,10(SATA)

0,1,5,10(SATA)

N/A

Contrôleur LAN intégré

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Integrated MAC

Configurations  PCIE processeur

1x16

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

1x16 or 2x8 or 1x8+2x4

1x16

1x16

Sans fil intégré

Intel® Wi-Fi 6 AX201

Intel® Wi-Fi 6 AX201

Intel® Wi-Fi 6 AX201

Non

Chipset	Intel® H670 Chipset	Intel® B660 Chipset	Intel® Z690 Chipset	Intel® W680 Chipset	Intel® H610E Chipset	Intel® Q670E Chipset	Intel® R680E Chipset
Famille	600	600	600	600	600	600	600
Lancement	Q1'22	Q1'22	Q4'21	Q1'22	Q1'22	Q1'22	Q1'22
PDT	6 W	6 W	6 W	6 W	6 W	6 W	6 W
Barrettes DIMM/canal	2	2	2	2	1	2	2
Nbre écrans	4	4	4	4	3	4	4
Révision PCI E	3,0, 4.0	3,0, 4.0	3,0, 4.0	3,0, 4.0	3	3,0, 4.0	3,0, 4.0
Configurations PCI E	x1,x2,x4	x1,x2,x4	x1,x2,x4	x1,x2,x4	x1,x2,x4	x1,x2,x4	x1,x2,x4
Voies PCI E	24	14	28	28	12	24	28
Ports USB	14	12	14	14	10	14	14
Révision USB	3,2, 2.0	3,2, 2.0	3,2, 2.0	3,2, 2.0	3,2, 2.0	3,2, 2.0	3,2, 2.0
USB 3.0	2 USB 3.2 Gen 2x2 (20Gb/s)	2 USB 3.2 Gen 2x2 (20Gb/s)	4 USB 3.2 Gen 2x2 (20Gb/s)	4 USB 3.2 Gen 2x2 (20Gb/s)	2 USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)	4 USB 3.2 Gen 2x2 (20Gb/s)	4 USB 3.2 Gen 2x2 (20Gb/s)
USB 2.0	4 - USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)	4 - USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)	10 - USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)	10 - USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)	4 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)	8 - USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)	10 - USB 3.2 Gen 2x1 (10Gb/s)
Configuration USB	8 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)	6 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)	10 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)	10 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)	10 USB 2.0	10 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)	10 - USB 3.2 Gen 1x1 (5Gb/s)
Configuration USB	14 USB 2.0	12 USB 2.0	14 USB 2.0	14 USB 2.0		14 USB 2.0	14 USB 2.0
Ports SATA à 6,0 Go/s	8	4	8	8	4	8	8
Configuration RAID	0,15,10  PCIe/SATA	0,15,10 - SATA	0,15,10  PCIe/SATA	0,15,10  PCIe/SATA	N/A	0,15,10  PCIe/SATA	0,15,10  PCIe/SATA
Contrôleur LAN intégré	Integrated MAC	Integrated MAC	Integrated MAC	Integrated MAC	Integrated MAC	Integrated MAC	Integrated MAC
Configuration PCIE processeur	1x16+1x4 or 2x8+1x4	1x16+1x4	1x16+1x4 or 2x8+1x4	1x16+1x4 or 2x8+1x4	1x16	1x16+1x4 or 2x8+1x4	1x16+1x4 or 2x8+1x4
Sans fil intégré	Intel® Wi-Fi 6E AX211(Gig+)	Intel® Wi-Fi 6E AX211(Gig+)	Intel® Wi-Fi 6E AX211(Gig+)	Intel® Wi-Fi 6E AX211(Gig+)	Intel® Wi-Fi 6E AX211(Gig+)	Intel® Wireless-AC9560 Bluth 5,0	Intel® Wireless-AC9560 Bluth 5,0
DMI	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0
Voies DMI	8	4	8	8	4	8	8

Source : Intel

7.            LE BIOS – L'UEFI

Le bios permet aux différentes parties de l'ordinateur de communiquer entre elles ; il est stocké dans une rom sur la carte mère ; le bios peut être mis à jour. Le bios indique par des sons ou par un code erreur le résultat des tests qu'il effectue à la mise en route.
Sur la plupart des machines, le bios peut être appelé par une combinaison de touches juste après la mise en route du micro :

• <ctrl> <alt>  <esc>
• <supp> (<F2> pour les cartes mères INTEL).

 

L’uefi (Unified Extensible Firmware Interface) remplace le bios (Basic Input/Output System). Il améliore l’interopérabilité des logiciels et remédie aux limitations du bios :

• Interface plus ergonomique
• possibilité d’utiliser le BIOS avec un matériel UEFI (souris).
• sécurité au démarrage contre les attaques virales
• temps de démarrage et sortie de veille prolongée plus rapides.
• prise en charge des lecteurs supérieurs à 2,2 téraoctets.
• prise en charge de pilotes de périphériques durant le démarrage.

 

Un Extensible Firmware Interface (EFI) est un logiciel intermédiaire entre le micrologiciel (firmware) et le système d'exploitation (OS) d'un ordinateur. C'est le successeur du bios.
l'efi est capable de gérer les hautes résolutions, capable de prendre en charge beaucoup de fonctionnalités réseaux qui lui sont intégrées en standard ; il peut aussi proposer une véritable interface graphique contrairement au bios.
Alors que le bios est écrit en assembleur, il est à signaler que l'EFI est entièrement développé en C, ce qui lui confère une certaine souplesse pour ses évolutions futures

8.            IRQ - DMA - ADRESSES

Une ligne irq est une ligne de demande d'interruption qui permet à un périphérique de signaler à un processeur qu'un événement est survenu, qui requiert son attention de manière plus ou moins impérative.

a)   LE PIC

Le pc xt disposait de  8 lignes contrôlées par un circuit pic 8259 ; le pc at portait ce nombre clairement insuffisant à 16 avec un second circuit pic 8259, la ligne irq 2 étant inutilisable car servant de relais en cascade vers les irq 8 à 15 (qui ont par la même une priorité supérieure aux irq 3 à 7) ; de plus certaines cartes exigeaient un irq précis, le plus haut niveau de priorité étant l’IRQ 0

b)  L'APIC

Les chipsets intègrent en plus du pic standard, un apic ("Advanced Programmable Interrupt Contrôler, présent sur toutes les nouvelles générations de PC. L'apic permet de traiter jusqu'à 256 requêtes d'interruption différentes - les 16 premières étant équivalentes aux 16 irq que nous venons de décrire. L'apic est présent dans le chipset des PC modernes, au même titre que le simple pic.

x2apic est la plus récente génération du contrôleur d'interruption programmable Intel, introduite avec la microarchitecture Nehalem. Il prend en charge les différents processeurs et la performance de l'interface. Le x2apic utilise 32 bits d'adresse CPU, permettant à adresse jusqu'à 232 - 1 processeurs en utilisant le mode de destination physique. Le mode de destination logique fonctionne différemment et introduit des grappes ; en utilisant ce mode, on peut adresser jusqu'à 220 - 16 processeurs −. L'architecture x2apic fournit également un mode de compatibilité descendante pour l'Architecture Intel apic (introduite avec le Pentium/P6) et avec l'architecture de xapic (introduite avec le Pentium 4).
Apicv est le support de virtualisation de matériel visant à optimiser la gestion des interruptions matérielles. Apicv a été introduit dans les processeurs Ivy Bridge-EP.

c)   L'ACPI

L'acpi (Advanced Configuration & Power Interface) est une norme destinée à gérer et réduire la consommation des ordinateurs : système d’exploitation et périphériques matériels (compatibles acpi) communiquent par des signaux :

• G0/S0 en service Ordinateur est entièrement en service.
• G1 sommeil :

G1/S1 power on suspend : Alimentation toujours en service mais disques stoppés (comme dans tous les états suivants).

G1/S2 : état de sommeil plus profond, Processeurs à réinitialiser au réveil, le système d’exploitation devra restaurer les différents contextes d’exécution. (rarement mis en œuvre).

G1/S3 standby ou suspend to ram : alimentation principale éteinte, mémoire centrale maintenue avec une alimentation permanente (appelée 5VSB) pour une restauration plus rapide qu’en G1/S4.

G1/S4 hibernate ou suspend to disk : l’état du système est sauvegardé (dans un fichier d’hibernation sur disque dur). L’ensemble des composants de l’ordinateur est sans alimentation. À sa remise en service le système d’exploitation devra recharger ce fichier d’hibernation et restaurera alors l’état de l’ordinateur.

• G2/S5 arrêt piloté (soft off) : consommation électrique la plus réduite possible et aucun état l’ordinateur sauvegardé. À sa remise en service le système d’exploitation exécute toute la séquence d’amorçage.
• G3 arrêt mécanique : Un interrupteur mécanique a été manœuvré.

d)  DMA

Un canal dma permet à un périphérique d'accéder directement à la mémoire sans passer par le processeur.

e)  E/S

Les périphériques sont reliés au reste du système par des circuits appelés ports d'entrées et/ou de sortie. Les échanges d'informations entre le processeur et les périphériques associés transitent par ces ports :

• Les entrées sont les données envoyées par un périphérique (disque, réseau, clavier…) à destination du processeur ;
• Les sorties sont les données émises par le processeur à destination d'un périphérique (disque, réseau, écran…).

9.            LE PLUG AND PLAY

Le plug and play est une architecture dont la finalité est de pouvoir ajouter ou enlever des périphériques quels qu'ils soient sans que ne se pose aucun problème de fonctionnement ; c'est à dire que l'ordinateur reconnaît automatiquement la présence ou la non présence de ces périphériques et optimise leur fonctionnement dans le cadre de la structure de l'ordinateur (irq, dma, ports e/s).

termes clés d'Universal Plug and Play :

• Action : Commande utilisée pour déclencher les services pour exécuter une fonction.
• Point de contrôle : Logiciel qui récupère les descriptions des services et des périphériques Universal Plug and Play, envoie les actions aux services et reçoit les événements des services.
• Périphérique : Objet conteneur pour un ou plusieurs services, soit un périphérique physique tel qu'un caméscope soit un périphérique logique tel qu'un ordinateur agissant en tant que caméscope.
• Événement : Message d'un périphérique à un point de contrôle, utilisé pour que les points de contrôle abonnés soient tenus au courant de l'état des périphériques.
• Service : Fonctionnalité de périphérique qui peut être contrôlée par les points de contrôle.
• Abonnement : Relation entre un point de contrôle et un service.

La fonctionnalité Universal Plug and Play comprend cinq processus :

• Détection : Un périphérique Universal Plug and Play avertit les autres périphériques et points de contrôle de sa présence sur le réseau en utilisant le protocole SSDP (Simple Service Discovery Protocol). Les informations échangées entre le périphérique et le point de contrôle sont limitées aux messages de détection fournissant des informations de base sur les périphériques et leurs services ainsi qu'une URL de description qui peut être utilisée pour rassembler des informations supplémentaires sur le périphérique.
• Description : En utilisant l'URL fournie dans le processus de détection, un point de contrôle reçoit des informations XML sur le périphérique, telles que la marque, le modèle et le numéro de série. En outre, le processus de description peut inclure une liste des périphériques intégrés, des services intégrés et des URL utilisées pour accéder aux fonctions du périphérique.
• Contrôle : Les points de contrôle utilisent les URL fournies lors du processus de description pour accéder aux informations XML supplémentaires qui décrivent les actions auxquelles les services des périphériques Universal Plug and Play répondent ainsi que les paramètres pour chaque action. Les messages de contrôle sont au format XML et utilisent le protocole SOAP.
• Envoi d'événements : Lorsqu'un point de contrôle s'abonne à un service, le service lui envoie des messages d'événement pour annoncer les modifications d'état du périphérique. Les messages d'événement sont au format XML et utilisent l'architecture GENA (General Event Notification Architecture).
• Présentation : Si un périphérique Universal Plug and Play fournit une URL de présentation, un navigateur peut être utilisé pour accéder aux fonctions de contrôle d'interface, aux informations sur les services ou le périphérique ou à toute autre capacité du périphérique implémentée par le fabricant.

Source Microsoft

10.       DÉMARRAGE DE L’ORDINATEUR

Entre le moment où l'on allume la machine et celui où le système d'exploitation se charge, se déroule une procédure appelée amorçage (boot).

À l'allumage du pc, le cpu exécute un ensemble d'instructions inscrite en rom sur la carte mère.

3 SOUS ENSEMBLES :

• le Post (Power On Self Test) qui ne s'exécute qu'après l'allumage (démarrage à froid)
• l'initialisation qui s'exécute aussi après chaque reboot de l'utilisateur par Ctrl-Alt-Del (démarrage à chaud)
• Le Bios (Basic Input Output System) ou uefi utilisé par le système d'exploitation pour accéder aux périphériques.

Il initialise l'affichage et la mémoire, démarre les disques durs et teste le clavier et la souris. Un bip unique indique un bon fonctionnement. Ensuite la procédure d'amorçage cherche à démarrer un système d'exploitation à partir du premier disque déclaré amorçable. Il s'agit d'un ssd, disque dur, cd-rom ou réseau.
La procédure d'amorçage lit le premier secteur de 512 octets du disque dur. Le premier enregistrement de ce secteur est le Master Boot Record (MBR), un petit programme de 446 octets. Suivent derrière deux octets d'en-tête puis la table des partitions (une table à 4 entrées de 16 octets chacune). À chaque entrée correspond une partition; on peut donc avoir quatre partitions principales, ou trois partitions principales et une partition étendue, cette dernière pouvant contenir des unités logiques.
Le programme mbr regarde la table des partitions et sélectionne la partition primaire marquée comme "Active". Il lit alors le premier secteur de 512 octets de cette partition et passe ainsi la main au chargement du système d'exploitation.

Le MBR est le premier programme qui s'exécute à partir du disque ou de la disquette. Il est, de ce fait, la cible des virus dits "virus de boot" (voir Virus). Mais c'est également le lieu idéal pour placer un programme de sélection manuelle de partition, donc par extension, de système d'exploitation. Que ce soit NTLDR de Windows NT, LILO de Linux ou System Commander, ces gestionnaires d'amorçage s'installent en premier lieu dans ce très convoité MBR

 

Hormis quelques exceptions, chaque système d'exploitation possède son propre système de fichiers. Il est donc indispensable de cloisonner le disque dur. C'est ce que l'on appelle le partitionnement, une phase préliminaire indispensable avant d'installer tout système d'exploitation. La plupart des systèmes d'exploitation intègrent dans leur procédure d'installation des fonctions de partitionnement, souvent réduites au strict minimum : suppression et création.

La première partition active qui contient un système fat est appelée partition primaire dos et prend la lettre C: si elle est sur le premier disque. Cette partition est importante car les systèmes Microsoft, même s'ils peuvent s'installer ailleurs, ont besoin de cette partition primaire pour stocker des informations de démarrage (secteur d'amorçage, menu de démarrage, etc.). Si l'on veut faire cohabiter un système Microsoft avec un système non-Microsoft, la présence de cette partition est donc impérative.

Des outils comme "EaseUs partition master" sont alors très pratiques