Monter un PC/Optimisation
Évaluer la machine.
Lister son matériel.
Avant de toucher à quoi que ce soit il faut savoir sur quoi on travaille ; voici quelques conseils pour éviter d'avancer à l'aveuglette...
Sous Windows.
AIDA32 et sa suite EVEREST sont des logiciels reconnus. Vous pouvez télécharger la dernière version gratuite de EVEREST, qui est la 2.20. Les versions suivantes sont payantes.
Sous Linux.
La commande codice_1 lancée par l'utilisateur root. Notamment, on pourra obtenir un rapport au format texte en redirigeant la sortie
 sudo lshw > matériel.txt
On pourra également produire une sortie au format page web (HTML) avec l'option codice_2 :
 sudo lshw -html > matériel.html
Voici un exemple de sortie :
codice_3 renvoie la liste des périphériques connectés au bus PCI.
 sudo lspci
Par exemple :
En ligne de commande il y a aussi :
 sudo /usr/sbin/dmidecode
En graphique, il existe "hal-device-manager", "hardinfo" et "sysinfo".
Monitorer le PC.
Il s'agit d'utiliser un moniteur système afin de surveiller différents états de la machine en temps réel. Par exemple :
Sous Linux on pourra utiliser Conky ou htop.
Le banc d'essai ("benchmark").
Il s'agit de mesurer les performances de la machine en simulant le besoin.
Le logiciel CPU-Z (pour Windows) mesure les caractéristiques du processeur.
Machine de jeu.
Pour une machine de jeu on utilisera 3DMark, Aquamark... afin de mesurer les performances d'affichage.
http://www.clubic.com/forum/liste-des-topics-importants-t315694.html
Écologie.
Quelques liens :
Optimisation logicielle.
On pourra tout d'abord penser à remplacer l'environnement graphique. Pour Windows, on remplacera explorer par LiteStep. Pour GNU/Linux, on remplacera Gnome ou KDE par XFCE, IceWM ou Fluxbox ou même LXDE.
Optimisation des réglages du BIOS.
De nombreux paramètres du fonctionnement de la machine et de son démarrage sont réglables dans le BIOS. La manipulation de ces paramètres peut permettre de gagner en performances.
Améliorer le refroidissement.
Améliorer la ventilation.
Trois choses sont à considérer :
Améliorer le flux entre l'air à l'intérieur du boîtier et l'air ambiant.
La génération d'un flux d'air à l'intérieur de la tour est importante, dans la mesure où elle permet le refroidissement des composants ne disposant pas de système de refroidissement et une meilleure efficacité de la part des radiateurs et des ventirad. Ce flux d'air est créé grâce à des ventilateurs de boîtier, de diamètres et de vitesses de rotation différents. On en distingue deux utilisations : en extraction ("blowhole") et en aspiration ("suckhole").
Voici une représentation de la circulation de l'air au sein du boîtier. L'air froid est aspiré à l'avant, en bas et rejeté en haut, à l'arrière.
Améliorer la circulation de l'air au sein du boîtier.
Les nappes IDE par exemple risquent de constituer des obstacles à la circulation de l'air, c'est pourquoi il est conseillé d'utiliser des gaines rondes, afin de diminuer la largeur de ces nappes, ou de relier les périphériques à l'aide de câbles ronds : leur forme tubulaire garantit une meilleure circulation de l'air.
Améliorer les échanges entre les composants et l'air qui les entoure.
Il faut comprendre que la dissipation de chaleur par un composant est proportionnelle à sa capacité à faire des transferts thermiques. Or, pour favoriser les échanges thermiques entre deux milieux homogènes il faut maximiser la surface de contact. C'est le principe du radiateur : il répartit sa propre chaleur sur toute sa surface. Cette dernière est calculée pour être maximale par rapport au volume ; en regardant un radiateur, il est simple de voir que sa surface en contact avec l'air est beaucoup plus grande qui s'il s'agissait d'un cube de même volume.
Poussière.
De la poussière s'accumule généralement au fil du temps sur les radiateurs, à cause de leur forme. Elle constitue alors un obstacle à la dissipation de la chaleur dans l'air. Il est donc important de nettoyer le radiateur afin de conserver des performances optimales.
Le refroidissement à eau (watercooling).
Le watercooling est une méthode de refroidissement pour ordinateur, qui à l'inverse de l'aircooling préfère un liquide plus efficace que l'air comme élément caloporteur.
Le principe est simple et s'inspire de procédés déjà utilisés dans le monde industriel et automobile. La chaleur produite par un élément (usuellement les processeurs) est transférée dans l'eau à travers un échangeur ("waterblock"). Le liquide est ensuite lui-même refroidi dans un radiateur transmettant la chaleur à l'air.
Les utilisateurs du watercooling cherchent, par un refroidissement plus efficace, à tirer le meilleur de leur matériel grâce au surfréquençage. Sans pour autant sacrifier le silence, le radiateur qu'intègre un watercooling est libéré des contraintes de montage que possède un ventirad.
Le watercooling désigne l'ensemble du circuit fermé de refroidissement. On retrouve toujours une pompe, un radiateur, un ou des waterblocks, un réservoir ou "air-trap", des tuyaux et des raccords
Présentation du watercooling.
Le watercooling, dans son principe de fonctionnement, vient directement de l'industrie. Son application à l'informatique est apparue au début des années 2000 avec la démocratisation des ordinateurs et de l'internet.
Des pompes d'aquariophilie étaient d'abord utilisées, avec des waterblocks fabriqués par l'utilisateur (dits "homemade", de l'anglais : « fait maison »). Les radiateurs étaient ceux utilisés dans les voitures, ces radiateurs étaient appelés "Big Moma". 
Peu à peu, un marché a su se développer autour du watercooling, et de nos jours les pompes proviennent de l'industrie. Les radiateurs et waterblocks sont fabriqués par des entreprises spécialisées. Les moyens de production et de conception ont évolué, permettant la réalisation de waterblocks plus performants. 
De nos jours, de nombreux magasins (principalement sur l'internet) proposent des gammes complètes de produits aussi bien au détail qu'en kits contenant le nécessaire pour assembler un circuit complet.
Un watercooling peut être "intégré" dans le boîtier. Dans certains montages, la pompe et le radiateur peuvent être déportés dans une "Watercase".
Les Éléments d'un Watercooling.
Le Liquide De Refroidissement (LDR).
Il ne s'agit jamais de l'eau du robinet, dans laquelle pourraient se développer des micro-organismes tel que des algues mais aussi favoriser l'oxydo-réduction. Ces phénomènes conduiraient à une obstruction des autres éléments du circuit comme le radiateur ou les waterblocks, voire leur causeraient des dommages irrémédiables pouvant conduire à des fuites dans le cas de l'oxydoréduction.
C'est pourquoi du liquide de refroidissement pour voitures est utilisé, il contient les additifs nécessaires à la prévention de ces phénomènes. Selon sa viscosité, il peut être coupé avec de l'eau déminéralisée.
Il est parfois complété par des colorants qui sont adaptés et souvent réactifs aux ultraviolets, dans un but esthétique.
Les Waterblocks.
Ils forment l'élément clef du watercooling. Le ou les waterblocks, par leur conception et les pertes de charge qu'ils engendrent, définissent le choix des autres éléments du circuit, en particulier celui de la pompe. Ainsi en règle générale avec des blocs très restrictifs (qui engendrent d'importantes pertes de charges) on choisira une pompe au débit faible mais avec une pression importante. Au contraire avec des blocs peu restrictifs, on utilisera une pompe au débit important.
La Pompe.
La pompe assure la circulation du liquide de refroidissement dans le circuit. Elle doit être adaptée au reste du circuit en prenant en compte sa longueur (nombres de waterblocks, taille du radiateur) et sa restrictivité.
L'utilisation d'une pompe trop puissante pour un circuit restrictif pourrait endommager celui-ci et provoquer un bruit important. Le choix de la pompe peut également être motivé par son intégration : encombrement, sens de montage, alimentation, immersion ou non dans le réservoir.
Le Radiateur.
Le radiateur va assurer le transfert de la chaleur emmagasiné dans le liquide de refroidissement vers l'air. 
Les radiateurs utilisés dans le watercooling possèdent des dimensions adaptées à l'intégration dans les boîtiers d'ordinateurs. Ils possèdent des emplacements pour fixer des ventilateurs afin de maximiser l'échange avec l'air. Les ventilateurs peuvent être optionnels selon la quantité de chaleur à dégager.
Il est également possible d'utiliser de véritables radiateurs normalement destinés à chauffer une pièce. Dans ce cas la taille du radiateur et l'inertie thermique de ce dernier permettent de s'affranchir de ventilateurs, on parle alors de refroidissement "passif" ou "fanless".
Le Réservoir ou l'Air-Trap.
L"'air-trap" (de l'anglais « piège à air ») et le réservoir désigne dans un watercooling le même élément qui a en réalité deux rôles :
Les Raccords.
On distingue 3 grands types de raccords utilisés en watercooling :
Les raccords en watercooling utilisent un filetage gaz. Il s'agit généralement de G1/4 ou parfois G1/8. L'étanchéité du raccord est généralement faite grâce du TeflonPolytétrafluoroéthylène appliqué dans le sens contraire du filetage. Elle peut également être assurée par un joint torique ou par un joint liquide à appliquer sur le filetage.
Des raccords en Y permettent de brancher deux tuyaux sur un seul. Il est utile lors d'un montage en parallèle ou sur un waterblock qui possède 3 raccords. Des nourrices de distribution peuvent être utilisées, elles agissent comme des prises multiples.
Les Tuyaux.
Les tuyaux utilisés en watercooling peuvent être colorés, réactifs aux ultraviolets ou simplement transparents. En watercooling on cherche généralement un tuyau souple afin de faciliter son intégration, mais il doit également ne pas pincer ou s'aplatir.
Leur choix va aussi être défini par le type de raccord utilisé : l'utilisation de raccords PNC ou à coiffes nécessite un tuyau de diamètre interne et externe précis. On préférera également des tuyaux d'un diamètre important dans un circuit peu restrictif.
Le Montage Série ou Parallèle.
La variation de la température du liquide de refroidissement dans un watercooling étant très faible, il n'est pas intéressant de monter les waterblocks en parallèle, ce qui diviserait le débit et donc les performances du circuit. C'est pourquoi le montage en "série", en plus d'être simple, est préféré au montage en "parallèle".
Néanmoins le montage en parallèle peut devenir intéressant dans certains circuits qui mélangent des waterblocks de type différent et en grand nombre. Il demande une étude approfondie du circuit et de la répartition des pertes de charges. Un montage en parallèle est aussi plus difficile à intégrer : il multiplie le nombre de tuyaux.
Le refroidissement à l'huile.
L'huile n'est pas conductrice de courant, contrairement à l'eau. Cela permet de faire fonctionner les composants au contact de l'huile. Le refroidissement à l'huile consiste tout simplement à immerger la carte mère et l'alimentation dans de l'huile, le principal problème étant de garder tous les périphériques émergés.
Vous pouvez retirer les ventilateurs mais gardez les radiateurs qui favoriseront les échanges thermiques entre les composants et l'huile tout comme ils favorisaient l'échange thermique entre les composants et l'air : en augmentant la surface de contact. Pour améliorer ce système, vous pourrez :
L'huile stagnante ne suffit pas pour un bon refroidissement, on gardera les radiateurs ou on les remplacera par des plus gros. On pourra conserver les ventilateurs pour faire circuler l'air.
A priori, toute huile est utilisable :
À propos du surfréquençage.
Le #surfréquençage, plus souvent appelé overclocking, consiste à augmenter la fréquence de fonctionnement d'un composant, afin d'améliorer ses performances. Plus cette fréquence sera élevée, plus le composant va chauffer, et le système va donc devenir instable. Le potentiel d'overclocking va donc beaucoup dépendre du refroidissement du composant.
Réduction du bruit.
Si la machine fonctionne dans une chambre ou un salon, vous devriez être intéressé pour la réduire au silence. En effet, vous constaterez très vite que le bruit du PC est dérangeant si on veut être dans le calme. Il est possible de réduire drastiquement le bruit émis par un PC. 
Les principales sources de bruit dans un boîtier sont les ventilateurs (Tous : celui du CPU, du boîtier, de l'alimentation, de la carte graphique...) et les(s) disque(s) dur(s). Il faut garder à l'esprit qu'il s'agit plus de réduire le bruit que de l'annuler. En effet, bien qu'il soit possible de rendre un PC inaudible, cela se révèle coûteux en temps et en moyens. Nous traiterons donc de la réduction du bruit, plus abordable, en cherchant à atteindre un système virtuellement inaudible.
A priori, éviter le surfréquencage du matériel, qui, comme vous l'avez lu, chauffe la machine. On pourra même inverser la tendance en sousfréquençant son CPU afin qu'il réclame moins de refroidissement et ainsi pouvoir sous-alimenter les ventilateurs pour réduire le bruit.
Remarquez qu'un PC plus silencieux peut chauffer un peu plus, surtout si le format du boîtier est petit. Monitorez donc vos températures.
Vous aurez compris que c'est affaire de compromis :
 puissance informatique → puissance électrique → chaleur → besoin de refroidissement → ventilation → bruit
Ainsi, si vous souhaitez du silence, soyez moins exigeant sur les performances ; si vous souhaitez plus de performance, vous devrez composer avec le bruit. Ce lien reste valable mais est fortement remis en cause si on choisit un système de refroidissement alternatif. En effet, un refroidissement par liquide est plus efficace et plus silencieux qu'un refroidissement par air. On peut donc avoir plus de puissance et moins de bruit en exploitant une telle solution.
le site SilentPCreview.com publie des tests de matériel en traitant particulièrement leurs aspects phoniques.
Les ventilateurs.
La première chose à considérer est le diamètre du ventilateur. Plus il est grand et plus le ventilateur est silencieux. Cela est dû au fait qu'il peut tourner plus lentement tout en brassant autant d'air qu'un ventilateur plus petit. Ce sont couramment des ventilateurs de 80 ou 92 mm qui sont installés dans le boîtier, le remplacement par du 120 mm est donc bénéfique.
On pourra également préférer les ventilateurs à vitesse contrôlée. Leur vitesse varie en fonction de la température, ainsi quand le processeur fonctionne peu, le ventilateur ralentit et fait donc moins de bruit. On préférera également les ventilateur avec des grilles "fil de fer", voire sans grille, dans lesquels l'air circule mieux.
Les ventilateurs sont les premières victimes de l'encrassement du boîtier. En pratiquant l'entretien de base régulièrement, vous retirez la poussière qui s'incruste dans les moteurs des ventilateurs qui doivent forcer pour conserver leur vitesse. Un bon entretien n'est pas à négliger pour avoir du silence.
Le ventilateur CPU.
Les processeurs sont difficiles à refroidir puisqu'ils produisent beaucoup de chaleur dans un tout petit espace (autant qu'une ampoule de 100 W). Comme nous l'avons vu, la plupart des processeurs sont refroidis par un système de refroidissement à air actif. Ils sont surmontés d'un radiateur puis d'un ventilateur.
On pourra retirer le ventilateur en faisant bien attention de casser les performances de la machine, en bridant au niveau logiciel ou en sousfréquençant. Cette solution est particulièrement intéressante pour une machine de salon type "juke-bok" qui n'aura besoin que de peu de puissance pour décompresser ses mp3s... Toujours dans cette optique, certains processeurs VIA peuvent se passer du ventilateur et se satisfaire d'un radiateur.
Vous pouvez aussi remplacer tout simplement le ventilateur pour un autre de même taille mais de meilleure facture, prévu pour être silencieux. Les Zalman sont réputés.
Il est possible pour certaines cartes mères/processeurs qu'une option permettant au ventilateur CPU de ralentir soit disponible dans le BIOS.
Les ventilateurs de l'alimentation et du boîtier.
Les ventilateurs du boîtier peuvent être remplacés, on pensera au 120 mm. Il existe certains boîtiers/alimentations donnant un contrôle manuel (sélecteur multi-position) de la vitesse de rotation.
Les cartes graphiques.
La plupart des cartes graphiques actuelles ont un ventilateur, qui est indispensable. Mais sur de vieilles cartes graphiques, on pourra la plupart du temps le remplacer par un radiateur. Penser également qu'on peut remplacer le ventilateur par un autre de type PCI.
Alternatives aux ventilateurs.
Une solution radicale consiste à supprimer tout simplement tous les ventilateurs pour les remplacer. Les solutions de refroidissement à l'eau et à l'huile amèneront plus de silence qu'on ne pourra en obtenir avec des ventilateurs. De plus, ce sont des solutions de refroidissement bien plus efficaces. Leur inconvénient est leur coût et leur difficulté d'installation pour le débutant. Solutions à creuser donc.
Les disques durs.
Le disque dur, bien que généralement plus silencieux que les ventilateurs, est également source de bruit. Son bruit se produit surtout quand on cherche des données et plus particulièrement quand les données sont fragmentées sur le disque (votre quête du silence passe aussi par l'adoption d'un système de fichiers qui ne fragmente pas). 
On ne peut changer le bruit émis de base par un disque dur. Cependant, les constructeurs indiquent sur leur produit le bruit qu'ils émettent. Ainsi, vous pouvez en tenir compte au moment de l'achat. Les disques de faibles capacités, à un plateau unique, ou à faible vitesse de rotation sont plus silencieux. Plus chers, on peut également être intéressé par les disques durs de portables (taille 2.5" au lieu de 3.5").
Comme il comporte des pièces mécaniques, le disque engendre des vibrations. Pour réduire ces vibrations, deux possibilités :
Si vous disposer d'un système de refroidissement du disque dur, faites attention à ne pas trop le baisser. Une chaleur légèrement trop élevée pour un disque dur peut réduire considérablement sa durée de vie.
Le constructeur Maxtor a développé un logiciel permettant d'ajuster le rapport performance/bruit en fonction de vos besoins. Cette technologie n'est supportée que par peu de disques.
Enfin, pour obtenir un PC parfaitement silencieux, on remplacera le disque dur par des composants sans pièces mécaniques comme des mémoires EEPROM ou Flash (comme sur les clés USB, parfaitement silencieuses). Bien que le prix de la mémoire flash tende à baisser, ce n'est pas une solution pour remplacer un disque dur par le manque de capacité et le prix. Cependant, 1 Go peuvent suffire pour un juke-box ou pour une machine à usage limité. Voir par exemple le Linutop
Le disque dur.
Si vous utilisez un système de fichiers qui fragmente les données (FAT32), défragmenter le disque peut procurer un gain de performance.
Sous Linux, hdparm permet le réglage très précis d'un disque dur IDE.
Étalonner un écran.
L'étalonnage de l'écran (en anglais : "calibration") est facultatif et réservé à un public très pointilleux. Il est toutefois indispensable dès qu'on travaille dans l'imagerie : Il s'agit de faire rendre à l'écran les couleurs "vraies".
Surfréquençage (ou "overclocking" : pour lecteur averti).
Le surfréquençage est une méthode d'optimisation des performances machines réservée à un public averti. Il s'agit de faire fonctionner certains composants au-delà de leur capacité nominale en repoussant leur limite. Cette optimisation se fait au prix d'une prise de risque pour le matériel, d'une possible perte de stabilité, d'une augmentation de la consommation électrique, d'un besoin accru en refroidissement.
Qu'est-ce que le surfréquençage ?
On peut surfréquencer tout ce qui a une fréquence électrique : en général, tout ce qui dans la machine se mesure en hertz (Hz). Notamment, on pourra s'intéresser à toutes les fréquences paramétrables dans le BIOS. Le principal gain recherché est au niveau du processeur mais on peut également surfréquencer la carte graphique ou la mémoire vive.
Surfréquencer le processeur.
La fréquence d'horloge du CPU s'obtient en multipliant la fréquence du FSB par le coefficient multiplicateur du CPU. Sur la plupart des CPU récents, le multiplicateur est bloqué vers le haut (notez que c'est déblocable sur certains processeurs), il faudra donc jouer sur la fréquence du FSB. La fréquence du FSB est également bloquée sur certaines cartes mères et sur la plupart des systèmes OEM.
 Fréquence CPU (Hz) = Fréquence FSB (Hz) × Multiplicateur
Le multiplicateur et la fréquence du FSB sont tous les deux modifiables dans le BIOS. Augmenter la fréquence du FSB augmente également la fréquence d'autres composants comme la RAM (puisque la RAM a un coefficient multiplicateur ×1). Quand vous augmentez la fréquence FSB, n'augmentez que de quelques MHz à chaque fois. Redémarrez l'ordinateur à chaque modification pour être sûr qu'il fonctionne encore. S'il démarre bien, vous pouvez encore augmenter la fréquence. S'il redémarre de façon intempestive ou n'est pas stable de façon générale, rétablissez une fréquence plus faible. Enfin, s'il ne démarre pas du tout (ou pas assez pour accéder au BIOS), revenez à la configuration d'origine en réinitialisant le BIOS. Vous devriez ainsi pouvoir atteindre la fréquence maximale par ajustements successifs. Faites le surfréquencage capot ouvert, ainsi si vous voyez qu'il est stable mais que ce n'est plus le cas quand vous refermez le PC, c'est que le refroidissement ne suit pas.
Ensuite, testez le PC pour être sûr qu'il est stable. Utilisez pour cela un outil de benchmark (voir machine de jeu) ou un logiciel consommant l'intégralité des ressources CPU. Si l'ordinateur se fige ou redémarre, revoyez le surfréquencage à la baisse.
Il n'est pas question de surfréquencer les périphériques (internes ou externes). À noter que certains ordinateurs vendus montés (OEM) ont des coefficients multiplicateur bloqués. Il n'est pas possible de les surfréquencer.
Sur certaines cartes mères, il est possible de changer la tension ("voltage") du CPU pour améliorer la stabilité du système. Toutefois, cela augmente de façon significative l'échauffement des composants et peut les griller ou écourter leur durée de vie. N'augmentez la tension d'alimentation du CPU que si vous le devez et ne dépassez pas de +15% de la tension nominale.
Cette méthode d'ajustements successifs est laborieuse, il faudra redémarrer des dizaines de fois. Pour éviter cela, vous pouvez trouver sur l'internet des bases de données de surfréquençages réussis. Voir par exemple la base de données maintenue par hardware.fr
Notes : sur les puces basées sur l'AMD K8 (Athlon 64, Opteron, Turion, et Socket 754 et 939 Semprons), il n'y a pas de fréquence FSB mais un contrôleur mémoire ("IMC") et un bus d'hypertransport. Le contrôleur a une fréquence, au même titre que le FSB, qu'on ajustera de la même façon. Le bus peut également être surfréquencé comme le noyau ("core") du CPU. Sa fréquence nominale est exactement celle du contrôleur, vous la modifierez donc à mesure que vous changerez celle du CPU. Notez que le bus a également un coefficient multiplicateur qui est souvent modifiable. Beaucoup de cartes mères fonctionnent mal si le bus a une fréquence trop élevée par rapport à la fréquence du processeur. C'est là que le coefficient multiplicateur du bus a son intérêt. On peut remarquer que les systèmes surfréquencés sont plus stables quand la fréquence du bus d'hypertransport est à moins de 1 000 MHz.
Des processeurs (AMD K8 série "Cool 'n Quiet", Intel Pentium 4 séries 6xx, Pentium D 830, 840, stepping C1 Pentium D 9xx series with Enhanced Intel Speed Step) dont la plupart des processeurs mobiles (Celeron M) peuvent varier leur fréquence pendant le fonctionnement en faisant varier leur coefficient multiplicateur. Les coefficients sous le niveau nominal sont donc accessibles. Cela permet d'avoir une haute fréquence du FSB avec un coefficient bas pour utiliser de la RAM très rapide à son plein potentiel sans trop surfréquencer le CPU et le rendre instable.
Texte extrait depuis Wikipédia.
Le surfréquençage, ou "overclocking" en anglais, également nommé surcadencement (on parle de machine "cadencée" à x, y GHz), a pour but d'augmenter la fréquence de travail (mesurée en Hz) d'un processeur.
Cette opération n'est pas risquée tant que le surfréquençage reste raisonnable et que certaines précautions sont prises :
Le principe du surfréquençage est simplement de faire fonctionner des composants électroniques (notamment microprocesseurs ou cartes graphiques) à une fréquence d'horloge supérieure à celle pour laquelle ils ont été conçus et/ou validés.
But recherché.
Le but est d'obtenir des performances supérieures à moindre coût, en poussant un composant à des limites supérieures à ses spécifications techniques. On s'y livrera d'autant plus volontiers qu'on s'estime prêt à changer de machine si l'ancienne ne peut être amenée aux performances souhaitées et qu'on est prêt à la "griller" par fausse manipulation ou vieillissement prématuré du microprocesseur.
Cette pratique est très répandue parmi les utilisateurs avertis d'ordinateurs. Elle concerne en général le microprocesseur central (CPU) et/ou le processeur graphique, mais concerne également d'autres composants, tel que la mémoire (qui accompagne l'overclocking du microprocesseur, puisque la fréquence mémoire est directement liée a la fréquence du microprocesseur). 
Inversement, le "sous-cadencement" (en anglais "underclocking") est une technique utilisée pour réduire considérablement le bruit ou la consommation électrique d'une machine. La même machine peut fort bien être volontairement surcadencée pour les jeux et sous-cadencée pour les travaux d'Internet et de bureautique. Des bases de données disponibles sur la Toile consolident les expériences individuelles dans ce domaine.
Cette pratique est de plus en plus répandue chez les constructeurs, proposant par exemple des modes turbo ou éco, agissant directement sur le coefficient multiplicateur qui se répercute donc sur la fréquence de fonctionnement du microprocesseur. 
Ce changement de coefficient peut être statique ou dynamique, c'est-à-dire, changeant automatiquement en fonction de la demande en ressources.
Risques.
Un surcadencement mal réalisé peut altérer le fonctionnement du matériel de manière plus ou moins grave, allant d'une simple surchauffe du composant surcadencé (il perd alors en stabilité) à la destruction d'un ou plusieurs éléments de la configuration. Les constructeurs configurent toujours leurs ordinateurs à des fréquences moindres que les fréquences limites (afin de se laisser une marge de sécurité évitant un trop grand nombre de retours sous garantie), ce qui permet une marge de surcadencement.
Pour pallier l'augmentation de température provenant des composants surcadencés, l'utilisation de système de refroidissement à air avec ou sans caloducs et/ou de système de refroidissement à eau (watercooling) est préconisée. Dans la pratique extrême de cette discipline, les spécialistes utilisent des refroidissements à l'azote liquide (-196°C) et/ou des refroidissement à changement de phase (Montage simple étage: Direct on die ou Montage multi-étages: cascade).
Le surcadencement ne nuit pas à la stabilité du processeur si l'on reste dans des fréquences supportables par les composants. Il est souvent nécessaire de modifier légèrement les tensions de fonctionnement pour aider le processeur à « tenir » la nouvelle cadence sans instabilité.
Le bruit des ventilateurs devenant peu acceptable pour les applications gourmandes, on recourt parfois à l'ajustement inverse (le sous-cadencement ou "underclocking") afin de diminuer les besoins en dissipation thermique, et donc permettre le sous-voltage du ventilateur de refroidissement, ou le passage en refroidissement passif, pour diminuer le bruit.
un surfréquençage "normal" diminue la durée de vie des processeurs, puise que ce dernier chauffe et travaille au-dessus de la température à laquelle il est conçu
Théorie du surfréquençage.
Cette technique répond à la demande des micro-ordinateurs modernes qui doivent faire face à des programmes de plus en plus gourmands. Elle cherche à obtenir la puissance maximale à partir d'une configuration existante. On peut l'insérer dans une recherche plus générale de la performance des systèmes informatiques.
Le nombre de cycles par instruction.
La plupart des ordinateurs fonctionnent de manière synchronisée en utilisant un signal d'horloge CPU à fréquence constante (la fréquence d'horloge, exprimée en hertz, égale l'inverse de la période - durée d'un cycle d'horloge - exprimée en secondes).
Une instruction d'ordinateur est un ensemble d'opérations élémentaires ou micro-instructions dont le nombre et la complexité dépendent de l'instruction, de l'organisation et de l'implémentation exacte dans le CPU. Une micro-opération est une opération matérielle élémentaire qui peut être exécutée en un cycle d'horloge. Cela correspond à une micro-instruction dans un CPU micro-programmé. Par exemple, les opérations sur les registres, les décalages, les chargements, les incréments, les opérations de l'unité arithmétique et logique : addition, soustraction, etc.
Cependant une instruction machine peut prendre un ou plusieurs cycles pour être entièrement traitée ; c'est le nombre de cycles par instruction ou, en anglais, cycles per instruction (CPI).
Une instruction-machine = 1 ou N micro instructions = 1 ou N CPI.
Voici un extrait de la documentation fournie aux développeurs de compilateurs ou de programmes. On peut y voir une liste d'instructions du micro-processeur AMD A64 avec leur nombre de cycles. AMD définit les latences de ces instructions comme suit :
La colonne des latences fournit les attentes pour une exécution statique de l'instruction. L'exécution statique est le nombre de cycles que prend le traitement séquentiel, jusqu'à son terme, des micro-opérations composant l'instruction. Ces valeurs sont à titre indicatif.
On suppose que
Les deux instructions suivantes :
montrent l'étendue que peut avoir le CPI pour des instructions différentes. Cette documentation est disponible chez AMD sous le titre "software optimization guide for AMD Athlon 64 and AMD Opteron processors".
Le temps d'exécution d'un programme.
Pour un programme compilé donné qui s'exécute sur une machine donnée A, les paramètres suivants sont fournis :
Comment peut-on mesurer la performance de cette machine exécutant ce programme ?
Intuitivement, la machine est réputée rapide ou meilleure en exécutant ce programme si le temps total d'exécution est court.
Cependant, l'inverse de ce temps total d'exécution est une mesure métrique possible ou mesurable :
Performance (A) = 1 / temps total d'exécution de la machine A.
Comparer les performances en utilisant le temps total d'exécution
Pour comparer les performances de deux machines A et B exécutant un programme donné :
La machine A est n fois plus rapide que la machine B signifie :
n = Performance (A) / Performance (B) = (temps total d'exécution de la machine B) / (temps total d'exécution de la machine A).
Par exemple, pour un programme donné :
Performance (A) / Performance (B)= 10 / 1 = 10
La performance de la machine A est 10 fois la performance de la machine B quand elle exécute ce programme ; la machine A est dite 10 fois plus rapide que la machine B.
Le temps total d'exécution.
L'équation du CPU.
Un programme est une ensemble d'instructions,I, mesuré en instruction / programme.
L'instruction moyenne donne un nombre de cycles moyen par instruction mesuré en cycle / instruction ou CPI. Le CPU a une fréquence d'horloge fixe dont la période C = 1/ fréquence d'horloge mesuré en second / cycle.
Le temps d'exécution du CPU est le produit de ces trois paramètres tel que :
Le temps CPU = le nombre de secondes / programme = instruction / programme * en cycle / instruction * second / cycle
T = I * CPI *C
Par exemple, pour un programme s'exécutant sur une machine donnée avec les paramètres suivants :
L'ensemble d'instruction du programme : 10 000 000 instructions
un nombre de cycle moyen par instruction : 2.5 cycles / instruction
Fréquence d'horloge du CPU : 200 Mhz. = 1/ 5* 10 e -9
Quel est le temps d'exécution pour ce programme ?
Le Temps CPU = instruction / programme * en cycle / instruction * seconde / cycle
Le Temps CPU = instruction / programme * en cycle / instruction * seconde / cycle = 10 00 00 * 2.5 * 5 * 10 e -9 = .125 secondes.
En conclusion, en augmentant la fréquence du CPU, donc en diminuant la durée d'un cycle, on diminue la durée d'exécution d'un programme.
La fréquence n'est pas la puissance
L'overclocking suffit-il à garantir une machine plus rapide ? La fréquence est-elle la puissance ?
Les facteurs affectant les performances du CPU sont les facteurs affectant le temps d'exécution.
Le Temps CPU = instruction / programme * en cycle / instruction * seconde / cycle ce qui donne T = I * CPI *C
Dans ce tableau, les facteurs affectant I,CPI,C
Performance comparée de deux CPU sur le même programme.
L'architecture du CPU est le facteur le plus important pour le CPI, il détermine le CPI.
Une classe d'instructions est un ensemble d'instructions ayant le même CPI.
La machine A possède le jeu d'instructions réparti dans ces trois classes tel que:
La machine B possède le jeu d'instruction réparti dans ces trois classes tel que :
La machine A possède des registres de 64 bits et la machine B de 32 bits. Les mêmes opérations utilisant la classe A nécessitent par exemple le double d'accès de la part de la machine B en utilisant sa propre classe A.
Après compilation c'est-à-dire après la traduction du programme à partir des jeux d'instructions respectifs des machines A et B on obtient par exemple:
Programme compilé pour la machine A
Programme compilé pour la machine B
Classe d'instruction, nombre d'instructions) (A,5), (B,1), (C,1)
Les compilateurs pour la machine A et B génèrent ici le même nombre d'instructions par classe. Il s'agit d'un P4 et d'un AMD 64 qui utilisent pour notre exemple les mêmes jeux d'instructions pour notre exemple (SSE2, MMX, SSE3, etc ).
Le nombre de cycles nécessaire à l'exécution du programme sur la machine A est N(A) qui vaut :
5*1 + 1*2+1*3 = 10 millions de cycles.
Le nombre de cycles nécessaire à l'exécution du programme sur la machine B est N(B) qui vaut :
5*2 + 1*2+1*3 = 15 millions de cycles.
formula_1
La machine B sera aussi rapide que la machine A POUR CE PROGRAMME si sa fréquence d'horloge est 1.5 fois plus rapide.
L'overclocking améliore donc les performances d'une machine mais les choix architecturaux tel que le type de processeur ont plus d'impact.
Le surfréquençage et la loi de G. Amdahl
Voici quelques exemples d'améliorations du traitement d'un programme par l'optimisation de l'affectation des ressources, améliorer les accès mémoires, surfréquençage inutile du CPU sur un programme de gestion de bases de données. Nous utiliserons les recherches de G Amdahl en très simplifiées pour justifier notre démarche d'un point de vue théorique. Référence bibliographique Gene Amdahl, "Validity of the Single Processor Approach to Achieving Large-Scale Computing Capabilities", "AFIPS Conference Proceedings", (50), pp 483-485, 1967. Il est un des pères des architectures des mainframes IBM, Amdahl, Hitachi.
L'augmentation des performances possibles par une amélioration de la conception est limitée par l'utilisation totale de cette amélioration. Autrement dit, une amélioration non utilisée n'améliore pas les performances.
L'accélération A de l'exécution d'un programme A est égale au Temps d'exécution sans A / Temps d'exécution avec A.
C'est la loi d'Amdahl. Supposons que cette accélération A affecte une fraction F du temps d'exécution du programme par un facteur S et que le reste du temps ne soit pas affecté.
Le temps d'exécution avec A =((1-f)+f/s) * temps d'exécution sans A
A = Temps d'exécution sans A / Temps d'exécution avec A
A = Temps d'exécution sans A / (((1-f)+f/s) * temps d'exécution sans A)
A =1 / ((1-f)+f/s)
Par exemple . Si nous avons les classes d'instructions suivantes pour un CPU donné.
La classe A représente des instructions de l'ALU qui n'accèdent pas à la mémoire.
La classe B représente des instructions d'accès à la mémoire, lecture écriture.
La classe C représente des instructions de branchement.
Si nous avons pour chaque classe la fréquence d'utilisation de ces instructions dans un programme donné:
Chaque classe représente un % du temps d'exécution total de ce programme :
Fréquence d'utilisation * CPI / somme (des fréquences de chaque classe * CPI de chaque classe)
0.3 + 0.8 + 3.5 = 4.6 est le CPI du programme de durée 100.
Classe d'instructions
Si notre accélération consiste à mettre le double canal sur la mémoire ,ce qui réduira par 2 les temps d'accès à la mémoire, nous avons le CPI de la classe B qui passe de 4 à 2, le facteur d'amélioration du CPI est de 2.:
La fraction F affectée est :7.4 % ou .074 c'est la classe B
La fraction non affectée est 6.52%+76% = 92.6% ou .926 ce sont la classe A et C
La loi d'Amdahl nous donne :
1/((1-F) + F/S) soit 1/ (0.926+.074/2) = 1.04
Le double canal nous donne une amélioration de 5 % sur ce programme.
Un autre exemple d'application : si nous doublons le FSB d'un CPU pour un autre programme.
La classe A représente des instructions de l'ALU qui n'accèdent pas à la mémoire.
La classe B représente des instructions d'accès à la mémoire, lecture écriture.
La classe C représente des instructions d'accès au disque dur.
Si nous avons pour chaque classe la fréquence d'utilisation de ces instructions dans un programme donné:
Ceci est un exemple de programme d'accès à une base de données :
Chaque classe représente un % du temps d'exécution total de ce programme :
Fréquence d'utilisation * CPI / somme (des fréquences de chaque classe * CPI de chaque classe)
0.3 + 0.8 + 35 = 36.1 le temps du programme.
Classe d'instruction
En doublant le FSB la fraction de programme impactée est 0.0083+0.022 =0.0303, le facteur S, d'amélioration est de 2. La fraction non impactée est 0.9697. La loi d'Amdahl indique que l'amélioration est 1/(0.967+0.0303/2)=1.018
Pour ce programme d'accès à des bases de données, doubler le FSB améliore les performances de 1%.
C'est normal, les accès disque représente 96 % du temps d'exécution et ils ne sont pas améliorés.
Si nous divisons par 2 la durée des accès au disque avec un RAID 0, disque rapide et grand cache par exemple, nous avons un facteur S d'amélioration de 2.
La fraction impactée est 0.9697, la fraction non impactée est 0.0083+0.022 =0.0303
La loi d'Amdahl indique que l'amélioration est
1/(0.967/2+0.0303)=1.946
Pour ce programme d'accès à des bases de données, diviser la durée des accès au disque par 2 améliore les performances de 94%.
En conclusion, le choix de l'optimisation dépend de ce que l'on veut améliorer. L'overclocking est bien adaptée aux programmes gourmands en calculs comme les jeux.
Mesurer le surfréquençage du C.P.U
Mesurer le surfréquençage du C.P.U. avec SuperPi de l'université de Tokyo (voir Super PI).
Les deux points cités par le professeur Yasumasa Kanada, la puissance de calcul et la taille de la mémoire sont souvent cruciaux pour le surfréquençage. Le surcadençage du CPU et la
diminution des temps de latences sont des axes exploités. À ce jour, un ordinateur de bureau dans le meilleur des cas met de 30 à 33 secondes sur le calcul de Pi à 1 M de décimales.
Un CPU overclocké peut descendre en dessous de 10 secondes !
Voici un autre type d'évaluation des performances des ordinateurs :
L'Université de Cambridge utilise d'autres types de mesure mais qui ressemblent à Superpi. http://www.hpcf.cam.ac.uk/history.html
La mesure globale de la performance d'un Pc surcadencé avec 3DMark 2005 de la société Futuremark
Devant les nombreux paramètres intervenant dans la mesure d'un Pc avant et après le surfréquençage, il existe des produits permettant de mesurer les éventuelles améliorations d'une optimisation, 3dmark en fait partie. Il offre une vision synthétique sur les performances graphiques et CPU.