Diagramme Sagittal - Sen-Bretagne

FICHE SAVOIR: Le microprocesseur
(unité centrale)
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Le premier microprocesseur (Intel 4004) a été inventé
en __________________.
Depuis, la puissance des microprocesseurs augmente
_______________________.
Les microprocesseurs utilisent des _________________
pour faire des opérations de base.
Il y en a ______________________________________
Introduction
L’unité centrale est considérée comme le ____________ de l’ordinateur. Elle est aussi appelée ___________.
En termes de puissance de calcul, l’unité centrale est l’élément le plus important d’un système informatique.
Les unités centrales sont disponibles en différents formats, chaque style nécessitant un _________________
ou une ____________________________ particulière sur la carte mère.
_______________________ font partie des fabricants courants d’unités centrales.
Logement spécial ou interface de connexion
La carte-mère possède un emplacement pour accueillir le processeur. On en distingue deux catégories :
 slot :
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
 Socket :
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
Les interfaces de connexions utilisées actuellement sont montées autour d’une architecture de boîtier PGA
(pin grid array), dans laquelle les broches du dessous du processeur sont insérées dans l’interface de
connexion, avec une _________________________________________.
La force d’insertion nulle se réfère à l’intensité de la force nécessaire à l’installation d’une unité centrale dans
l’interface de connexion de la carte mère.
Rayonnement thermique
Le processeur rayonne thermiquement, il est nécessaire d'en dissiper la chaleur pour éviter que ses circuits ne
fondent. Il est donc surmonté d'un _________________________________________, chargé d'augmenter la
surface d'échange thermique.
Un ________________ accompagne le dissipateur pour améliorer la circulation de l'air autour du dissipateur.
C'est le _____________________________________________ qui est chargé d'extraire l'air chaud du boîtier
et permettre à l'air frais provenant de l'extérieur d'y entrer.

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Exécution d’un programme
L’unité centrale exécute un ______________________, qui est une séquence _________________________.
Chaque modèle de processeur dispose d’un _______________________________, qu’il exécute.
L’unité centrale exécute le __________________ en traitant chaque _______________ conformément au
_______________________ et au ____________________________.
Lorsque l’unité centrale exécute une étape du programme, les instructions restantes et les données sont
stockées dans une mémoire spéciale appelée ____________________________.
Il existe deux architectures principales d’unités centrales associées aux jeux d’instructions :
 L’architecture RISC
Les architectures RISC (Reduced Instruction Set Computer)
________________________________________________________________________________________
 L’architecture CISC
Les architectures CISC (Complex Instruction Set Computer)
________________________________________________________________________________________
 CISC ou RISC ?
A comparer les spécificités des deux types d'architecture on pourrait conclure que les processeurs basé sur une
architecture de type ____________________ sont les plus utilisés...
Cela n'est malheureusement pas le cas... En effet les ordinateurs construits autour d'une architecture RISC
nécessitent ___________________________________________________ que les ordinateurs de type CISC.
Horloge
Le processeur est un circuit électronique cadencé au rythme d'une ______________________________,
c'est-à-dire un élément qui envoie des __________________________ (que l'on appelle top).
A chaque top d'horloge les éléments de l'ordinateur accomplissent ___________________.
La vitesse de cette horloge (le nombre de battements par secondes) s'exprime en __________________.
Un ordinateur à 200Mhz a donc une horloge envoyant _______________________________________
(cristal de quartz soumis à un courant électrique).
Les principaux éléments d'un microprocesseur sont :
 Plus l'horloge a une fréquence élevée, plus le processeur effectue des instructions par seconde (MIPS:
Millions d'instruction par seconde).
Un ordinateur ayant une fréquence de 100 Mhz effectue _____________________________________
 Une unité de gestion des bus qui gère __________________________________________________
 Une unité d'instruction ___________________________________________ à l'unité d'exécution.
 Une unité d'exécution _____________________________________________ l'unité d'instruction.

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Puissance du microprocesseur
La puissance est mesurée par _________________________________________________ qu’il peut traiter.
La vitesse d’un microprocesseur se mesure _____________________________________________________
La vitesse des microprocesseurs actuelles se mesure en millions de cycles par seconde, appelés
_________________________, ou milliards de cycles par seconde, appelés ___________________________
La quantité de données qu’une unité centrale peut traiter en une fois dépend ___________________________
Plus le bus de données du processeur est ___________________, plus le processeur est _________________.
Les processeurs actuels disposent de bus de données (ou bus principal) de ____________________________
Overclocking
C’est une technique utilisée pour faire fonctionner un processeur _________________________________
que sa spécification d’origine.
Ce n’est pas une manière _____________________ d’améliorer les performances de l’ordinateur car il peut
_______________________ l’unité centrale.
Jeu d’instructions multimédia
_________ est un jeu d’instructions ________________ intégré aux processeurs ______________.
Les microprocesseurs MMX peuvent gérer plusieurs ________________________ qui sont normalement
gérées par ____________________________________
Cependant, seuls ______________________ peuvent tirer profit __________________________________
Dernière technologie
La dernière technologie de processeur a permis aux fabricants d’unités centrales de trouver des manières
d’intégrer ____________________________________________________________________
Plusieurs unités centrales peuvent traiter plusieurs instructions simultanément :
 Processeur à cœur unique :
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
 Processeur à double cœur :
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________

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Une fulgurante évolution des microprocesseurs
Date
Nom
Nombre
detransistors
Finesse degravure
(µm)
Fréquencede
l'horloge
Largeurdes
données
MIPS
1971
4004
2 300
108 kHz
4 bits/4 bits bus
1974
8080
6 000
6
2 MHz
8 bits/8 bits bus
0,64
1979
8088
29 000
3
5 MHz
16 bits/8 bits bus
0,33
1982
80286
134 000
1,5
6 MHz
16 bits/16 bits bus
1
1985
80386
275 000
1,5
16 à 40 MHz
32 bits/32 bits bus
5
1989
80486
1 200 000
1
25 à 100 MHz
32 bits/32 bits bus
20
1993
Pentium
3 100 000
0,8 à 0.28
60 à 233 MHz
32 bits/64 bits bus
100
1997
Pentium II
7 500 000
0,35 à 0.25
233 à 450 MHz
32 bits/64 bits bus
300
1999
Pentium III « !!! »
9 500 000
0,25 à 0.13
450 à 1400 MHz
32 bits/64 bits bus
510
2000
Pentium 4
42 000 000
0,18 à 0.065
1,3 à 3.8 GHz
32 bits/64 bits bus
1 700
2004
Pentium 4D
« Prescott »
125 000 000
0,09 à 0.065
2.66 à 3.6 GHz
32 bits/64 bits bus
9 000
2006
Core 2™ Duo
291 000 000
0,065
2,4 GHz (E6600)
64 bits/64 bits bus
22 000
2007
Core 2™ Quad
2*291 000 000
0,065
3 GHz (Q6850)
64 bits/64 bits bus
2*22 000
(?)
2008
Core 2™ Duo
(Penryn)
410 000 000
0,045
3,16 GHz (E8500)
64 bits/64 bits bus
~24 200
2008
Core 2™ Quad
(Penryn)
2*410 000 000
0,045
3,2 GHz (QX9770)
64 bits/64 bits bus
~2*24 200
Date : l’année de commercialisation du microprocesseur.
Nom : le nom du microprocesseur.
Nombre de transistors : le nombre de transistors contenus dans le microprocesseur.
Finesse de gravure (µm) : le diamètre (en micromètres) du plus petit fil reliant deux composantes du
microprocesseur. En comparaison, l'épaisseur d'un cheveu humain est de 100 microns!
Fréquence de l’horloge : la fréquence de l’horloge de la carte mère qui cadence le microprocesseur. MHz =
millions de cycles par seconde. GHz = milliards de cycles par seconde.
Largeur des données : le premier nombre indique le nombre de bits sur lequel une opération est faite. Le
second nombre indique le nombre de bits transférés à la fois entre la mémoire et le microprocesseur.
MIPS : le nombre de millions d’instructions effectuées par le microprocesseur en une seconde.

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Document Annexe
Spécifications générales de l’interface de connexion de l’unité centrale