CPU - L`informatique, c`est mon domaine

Les processeurs 21.03.2005 Chapitre 7, Page 1
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Table des matières Chapitre 7
CPU (CENTRAL PROCESS UNIT)...........................................................................................................2
INTRODUCTION...........................................................................................................................................2
LES FABRICANTS ET LES NOUVEAUTÉS.....................................................................................................2
INTEL....................................................................................................................................................2
• XEON.........................................................................................................................................................2
• Itanium .......................................................................................................................................................2
Nouvelle dénominations......................................................................................................................3
AMD.......................................................................................................................................................3
• HAMMER ..................................................................................................................................................3
Crusoe....................................................................................................................................................3
Alpha......................................................................................................................................................3
Sun:........................................................................................................................................................4
Tableaux récapitulatifs P4 et AMD...................................................................................................4
Composition des microprocesseurs....................................................................................................7
Composants internes au microprocesseur........................................................................................7
Le boîtier...............................................................................................................................................9
Le support...........................................................................................................................................10
La famille. ...........................................................................................................................................12
Le voltage............................................................................................................................................12
La fréquence........................................................................................................................................12
Bi processeurs.....................................................................................................................................12
LA CACHE L1 ............................................................................................................................................13
LA CACHE L2 ............................................................................................................................................13
LA CACHE L3 ............................................................................................................................................13
Le coprocesseur (ou FPU)..................................................................................................................13
Le Bus processeur ou bus système.(Fréquence externe FSB)......................................................14
Le Bus d’adresse.................................................................................................................................14
Le Bus de données (E/S)....................................................................................................................14
Cisc ou Risc.........................................................................................................................................14
Les pipelines.......................................................................................................................................15
Hyper Threading................................................................................................................................15
64 bits...................................................................................................................................................17
L’EXÉCUTION DYNAMIQUE.......................................................................................................................17
Le refroidissement. ............................................................................................................................18
LA TECHNOLOGIE MMX. .........................................................................................................................19
GLOSSAIRE................................................................................................................................................20
SYNTHÈSE DU COURS HARDWARE, CHAP. N° 6 - 7 :....................................................................21

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CPU (Central Process Unit).
Introduction.
Le processeur est un composant
électronique qui n'est autre que le
"coeur 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 laquelle repose la totalité des logiciels PC. Ses composants sont mondialement
réputés et restent un gage de qualité. Cette société est à la base de presque toutes les
nouvelles évolutions, mais l'investissement consenti dans le domaine de la recherche se
ressent sur le prix de vente de leurs processeurs. Longtemps copié par ses concurrents
(AMD, Cyrix), il risque d'être prochainement rattrapé, voire devancé.
Les fabricants et les nouveautés.
INTEL
XEON
Le successeur du Pentium Pro, est le XEON, sorti en mars 1999 et disponible en 2 versions.
1. Avec cache L2 de 512 Ko pour les stations de travail
2. Avec cache L2 de 1Mo pour les serveurs
La cache L2 est cadencée à la même vitesse que le CPU. Il utilise un connecteur nommé
slot2 pour les 1ère versions et à été remplacé par un socket 603. Une version multimédia est
sortie sous le nom de XEON II. Ce CPU utilise la technologie de l’hyper threading (voir plus
bas)
Itanium
Le 1er CPU 64 bits est sorti en 2001, mais très peu connu du grand public. L’itanium utilise
comme le XEON 3 niveau de cache et ils peuvent être configuré sur un banc allant jusqu’à
512 CPUs
Fin 2002 est sorti l’Itanium II, avec des caractéristiques peu différentes de l’itanium I

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Nouvelle dénominations.
Depuis Mai 2004, Intel à modifier la façon de nommer ces CPU. Avant, le nom du
processeur nous informait sur la fréquence de celui-ci. Depuis mai, ils ont décidés de faire
comme dans le domaine automobile, de mettre un numéro de série. La société Intel vient de
sortir des CPU de série 3, 5, et 7. A chaque série correspond un type bien précis de CPU. Et
pour couronner le tout, il faut distinguer entre les CPU pour les ordinateurs de bureau et
les portables. (Voire tableau récapitulatif).
AMD
HAMMER
Le cpu 64 bits de chez AMD s’appel le HAMMER, il est compatible 32 et 64 bits.
Crusoe
Sortis en 1999-2000, mais en développement depuis 1996, cd CPU de la société Transmetta
est un cas à part dans le monde du PC. En effet, ce CPU fonctionne sur une technologie
RISC incluant un interpréteur interne permettant de faire tourner des applications X86, y
compris les OS Microsoft. L’avantage de ce CPU c’est qu’il intègre une faible quantité de
transistors, dégageant de ce fait très peu de chaleur, il peut tourner à de grandes
fréquences. Inconvénient, le fait de gérer des applications X86, le fait ralentir. Ce CPU a été
développé en secret avec l’aide de Linus Torvalds.
Alpha
HP avait acquis la branche des processeurs Alpha après la fusion avec Compaq, avant de
stopper tout développement après le lancement de l’EV7z à 1.3GHz an août 2004.
Rappelons tout de même que la famille des processeurs Alpha a vécu une histoire à succès,
même si tout a fini par s'arrêter. Ces processeurs ont très souvent été applaudis pour leurs
très grandes performances. Conçus comme des processeurs 64 bits dès le début, ils avaient
démarré leur carrière à la vitesse record de 200MHz, et avaient de grandes affinités avec le
constructeur de supercalculateurs Cray, tout en étant conçu pour faire tourner plusieurs
systèmes d'exploitation, surtout Unix et Windows NT. En 1999, les ventes de processeurs
Alpha avaient grandement chuté, et n'intéressait plus qu'un petit noyau d'acheteurs.
Microsoft a donc arrêté de développer la branche Windows NT pour ce processeur.
Les processeurs Alpha ont certes disparu mais l'influence du processeur et des ingénieurs
se ressent dans les produits d'aujourd'hui. Une partie de l'équipe originelle est désormais
chez Intel, et souvenez-vous :
L'HyperThreading est en grande partie dû aux architectes de chez Alpha, le bus EV6 a
quasiment été reproduit à l'identique pour l'avènement de l'Athlon et le retour d'AMD, de
même que le contrôleur mémoire intégré dans les Athlon 64 ou encore l'HyperTransport ont
été grandement repris d'idées déjà existantes. D'ailleurs, l'actuel directeur de la branche
processeurs chez AMD, Dirk Meyer, étant un des architectes de l'équipe Alpha.
HP s'est désormais pratiquement retiré d'un marché fortement concurrentiel, et la cession
de l'équipe maison qui travaillait sur l'Itanium à Intel devrait calmer les esprits et apaiser
les craintes d'avantages précieux réservés à la firme géante de la plus puissante femme du
monde, qui pèse 80 milliards de dollars, j'ai nommé Carly Fiorina.

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Sun:
UltraSparc IV+ dual core
Sun vient d'annoncer la sortie de son nouveau processeur 64bits, l'UltraSPARC IV+. Ce
processeur destiné aux stations de travail et aux serveurs Sun est le concurrent des Power5
d'IBM et des Itanium d'Intel. Il est bien sûr dual-core, embarque 2Mo de mémoire cache L2
et 32Mo de mémoire cache L3. Gravé en 90nm dans l'usine de Texas Instruments,
UltraSPARC IV+ commencera sa carrière à 1.8Ghz et promet d'offrir des performances par
"thread" doublées par rapport à son prédécesseur, l'UltraSPARC IV. C'est enfin le premier
processeur de Sun gravé en 90nm.
Il s'agit probablement du dernier processeur de la gamme UltraSPARC puisque le futur de
Sun repose sûr les lignées Niagara et Rock, prévues pour 2006, qui seront massivement
multi-cores.
Tableaux récapitulatifs P4 et AMD
Nom
commercial
Nom de code socket Fréquence /
Série FSB Gravure Cache L1 L2 L3
Pentium 4 willamette 423 1.3 100 /400 0.18µ 8/256 ko
Pentium 4 willamette 423 1.4 100 /400 0.18µ 8/256 ko
Pentium 4 willamette 423/478 1.5 100 /400 0.18µ 8/256 ko

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Pentium 4 willamette 423/478 1.6 100 /400 0.18µ 8/256 ko
Pentium 4 Northwood 478 1.6 100 /400 0.18µ 8/512
Pentium 4 Willamette 423/478 1.7 100 /400 0.18µ 8/256
Pentium 4 Willamette 428/478 1.8 100 /400 0.18µ 8/256
Pentium 4 Northwood 478 1.8 100 /400 0.13µ 8/512
Pentium 4 Willamette 423/478 1.9 100 /400 0.18µ 8/256
Pentium 4 Willamette 423/478 2.0 100 /400 0.18µ 8/256
Pentium 4 Northwood 478 2.0 100 /400 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.0 100 /400 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.2 133 /533 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.26 100 /400 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.4 133 /533 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.4 200 /800 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.5 100 /400 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.53 133 /533 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.6 200 /800 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.66 133 /533 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 2.8 133 /533 0.13µ 8/512
Pentium 4 Prestonia 478 2.8 133 /533 0.09µ 16/1024
Pentium 4 Prescott 478 2.8 200 /800 0.09µ 16/1024
Pentium 4 Northwood 478 3.0 200 /800 0.13µ 8/512
Pentium 4 Prescott 478 3.0 200 /800 0.09µ 16/1024
Pentium 4 Northwood 478 3.06 133 /533 0.13µ 8/512
Pentium 4 Northwood 478 3.2 200 /800 0.13µ 8/512
Pentium 4 Gallatin
(northwood) 478 3.2 200 /800 0.13µ 8/512/2048
Pentium 4 Prescott 478 3.2 200 /800 0.09µ 16/1024
Pentium 4 Northwood 478 3.4 200 /800 0.13µ 8/512
Pentium 4 Gallatin
(northwood) 478 3.4 200 /800 0.13µ 8/512/2048
Nouvelle appellation depuis mai 2004
Pentium 4 Prescott 5 / 2.8 et 3.6 800 512/1024