Architecture PC Voisinage du processeur

Informatique et réseaux
Eléments de cours
Niepce Système de traitement de l'information
Les BUS PC
1 Pierre Loiseau
I. Architecture PC
Aspect fonctionnel
La structure minimale d'un système informatique est celle de tout système de
traitement de l'information tel qu'il est défini par Von Neuman
II. Voisinage du processeur
Les bus
L'architecture des ordinateurs actuels repose sur l'architecture de Von Neuman. Dans
cette architecture le processeur est relié aux autres composants (Mémoire vive, mémoire
morte, périphériques) par l'intermédiaire d'un canal permettant le transit de l'information.
Ce canal est appelé bus de communication :
Fig 2. Structure fonctionnelle d'un micro-ordinateur
Un bus est susceptible d'être accédé par plusieurs composants en même temps.
Cependant, seuls deux composants sont capables de dialoguer entre eux. Il est donc
nécessaire de disposer de contrôleurs chargés d'arbitrer l'accès au bus.
Micro
processeur ROM RAM E/S
BUS DE DONNEES
BUS D'ADRESSE
BUS DE COMMANDE
INTR
PORTS

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Un bus se caractérise par :
• son type (parallèle ou série)
• sa largeur (en nombre de bits), c'est-à-dire le nombre de bits qu'il est capable de
transférer en même temps
• sa fréquence (en hertz) indiquant sa vitesse de transfert de l'information
La bande passante d'un bus (ou débit) s'exprime en Mo/s ou Go/s et est définie par :
Bande passante = fréquence * largeur
L'architecture des machines actuelles ayant nettement évolué depuis l'apparition des
premiers PC, les bus ont connu de nombreuses évolutions notamment avec l'arrivée de
nouveaux périphériques ou l'amélioration de périphériques déjà existants.
Le système de bus est réparti en plusieurs endroits sur la carte mère. Certains
composants du PC opèrent avec d'énormes quantités de données, alors que d'autres se
contentent de quantités bien plus petites.
Dans les années 90 une première structure permet de différentier les volumes de flux.
Maintenant on utilise deux bus de capacité différentes : on place entre eux un type de
contrôleur appelé pont (bridge) car c'est une sorte de pont entre deux systèmes différents.
Le système de bus commence près du processeur ou la circulation est la plus importante
(mémoire RAM) on parle alors de bus avant (Front Side bus FSB). Les bus connectant la
carte mère aux composants externes du PC s'appellent bus d'E/S (I/O Bus). Ils sont gérés
par des contrôleurs.

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Le chipset
Une carte mère à besoin de beaucoup de composants différents (contrôleurs) qui doivent
tous communiquer. Ces fonctions sont rassemblées dans des puces qui constituent le
chipset.
L'architecture la plus utilisée pour le chipset consiste en deux puces, qu'on appelle
généralement pont Nord et pont Sud. Le pont Nord et le pont Sud sont connectés par un
bus très puissant, que certains appellent un canal de lien (link channel).
Pont Nord (NorthBridge)
Le Pont Nord ou GMCH (Graphic and Memory Controller Hub) est chargé d'assurer la
communication entre les composants qui nécessitent une bande passante importante :
CPU, mémoire, carte graphique AGP.
Pont Sud (SouthBridge)
Le Pont Sud ou ICH (I/O Controller Hub) est chargé de traiter les périphériquesou les
interfaces nécessitant moins de bande passante : port série, port parallèle, interface
lecteur de disquettes, PCI, EIDE, USB...
Pont Bus
Micro
processeur Pont
BUS BUS PONT PONT
Composants
composants

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Liaison Ponts Nord/Sud
Auparavant la connexion Nord/Sud était réalisée grâce au bus PCI. Or la bande passante
du bus PCI étant limitée (133 Mo/s), les constructeurs ont du élaborer des solutions plus
efficaces :
• pour Intel : Intel Hub Architecture (IHA) 266/533 Mo/s
• pour VIA : V-Link 533 Mo/s
• pour Sis : MULTIOL 1 Go/s (16 bits à 533 Mhz)
• pour NVIDIA : HyperTransport (en collaboration avec AMD) 800 Mo/s

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Les bus spécifiques
• le bus processeur : il relie le processeur au Pont Nord, il est parfois appelé bus
système ou FSB (Front Side Bus)
• le backside bus : il relie le processeur à la mémoire cache
• le bus mémoire : il relie le Pont Nord à la mémoire vive
• le bus AGP : il relie le Pont Nord à la carte graphique AGP
C’est Intel qui a imposé la notion de chipset sur ses cartes mères pour Pentium
(Zappa, Aladdin, Endeavor ou Atlantis). Véritable carrefour de communication entre le
processeur et tous les autres composants, le chipset voit son rôle grandir de
génération en génération.