Monter un PC/Fonctionnement
Composants.
Nous allons passer en revue les composants de base du micro-ordinateur, ceux qui sont indispensables et forment le cœur de la machine. Il convient de bien les sélectionner, car les performances de la machine dépendront principalement de ces éléments.
Carte Mère.
La carte mère permet l'interconnexion entre tous les composants de l'ordinateur. C'est dire qu'elle est essentielle !
Il existe des cartes mères pour processeur Intel et pour processeur AMD. Souvent les constructeurs font sensiblement les mêmes modèles pour les deux processeurs. Il est cependant impossible d'utiliser un processeur AMD sur une carte mère Intel et inversement : voir la partie #Interface CPU (ou socket).
Voir aussi carte-mère sur wikipédia.
Interface CPU (ou socket).
Détermine pour quels types de processeurs la carte mère est conçue. Le socket est en fait le type de "connecteur" dans lequel s'insère le processeur. Chaque carte mère a un type de connecteur et un seul, il faut donc que le socket de la carte mère corresponde exactement au socket du processeur.
Intel utilise principalement deux sockets : le socket 1156 pour le bas et milieu de gamme et le socket 1366 qui,lui, sert aux pc très haut de gamme.
Mais aussi le LGA 1155 très répandu et qui supporte les: core i3,i5,i7, et tout Dual core Pentium, ou dual core 
celeron, de type LGA 1155.
(c.a.d les "sandy bridge").
à noter que LGA signifie: "Layer grid array": les broches du processeur sont plates et fermement appuyées sur le socket.
De même, PGA signifie "pin grid array": Les broches du processeur sont des broches ("pattes") qui sont insérées dans le socket,
puis bloquées par celui-ci.
AMD utilise l'AM3 pour tous ses processeurs récents.(Sempron, Athlon, Phenom)
Mais aussi AM3+ qui supporte les Semprons, Athlons, Phenoms et Aussi la série haut de gamme des FX.
Il s'agit d'un socket à 938 broches.
Chipset.
Le chipset est un ensemble de circuits appareillés, gérant et assurant les flux de données entre le processeur, la mémoire vive, les slots d'extensions et le reste de l'ordinateur. Il est très important puisqu'il conditionne tout les échanges au sein de la machine. Il doit être adapté aux performances du processeur et de la mémoire vive, car à quoi bon pouvoir manipuler rapidement des données, si elles sont transmises lentement.
Aujourd'hui, il n'est plus nécessaire de choisir une carte mère en fonction de son socket car il y a maintenant presque tout le temps un chipset unique pour chaque socket
Le Northbridge (pont Nord), proche du processeur, contrôle les échanges entre le processeur et la mémoire vive.
Le Southbridge (pont Sud) gère les communications avec les périphériques d’entrée-sortie.
Le chipset est directement lié au processeur (et donc au socket), et les constructeurs de cartes mère, pour un socket donné, sortent en général 2 ou 3 chipset : du milieu de gamme vers le haut de gamme, bien qu'il n'existe pas vraiment de chipset "bas de gamme"
car celui-ci est susceptible de fonctionner avec des microprocesseurs allant du bas de gamme au très haut de gamme, ce qui veut dire qu'un chipset est par défaut (et par force) un "assez haut de gamme".
avec un chipset "haut de gamme" on pourra avoir des fonctionnalité en plus, mais ce n'est pas systématique.
Pour résumer, si l'on regarde avec attention les fonctionnalité d'une carte mère, le choix du chipset est transparent pour l'utilisateur, et ce chipset est déterminé par les fonctions de cette même carte mère. En définitive, examiner les fonctionnalités de la carte mère revient à choisir implicitement le chipset, et ce, sans se préoccuper de sa marque ou de son modèle.
IDE et SATA.
L'IDE (ou ATA) et le Serial-ATA (S-ATA ou SATA) sont les interfaces de connexion avec les périphériques internes de stockages tels que les disques durs et les lecteurs optiques. La norme IDE est toujours d'actualité. Elle tend à être remplacée par le S-ATA qui permet des débits 1,5 fois plus rapides (et plus) que ceux de l'IDE pour une connectique plus petite. L'image permet de comparer l'encombrement de deux câbles. Les câbles IDE sont gris, et les Serial-ATA bleus.
Les périphériques IDE sont alimentés par des connecteurs molex tandis que les périphériques SATA peuvent être alimentés par du molex ou du SATA power. On distingue le Serial-ATA Data (remplaçant l'IDE) du Serial-ATA Power (remplaçant du molex pour les périphériques S-ATA) par le nombre de broches : le Serial-ATA Data est un connecteur comportant 7 broches tandis que le Serial-ATA Power est un connecteur de même forme mais comporte 15 broches.
Les cartes mères actuelles peuvent comporter 2 (voire 4) IDE plus 2 (voire 4, 6, 8) S-ATA. Il existe des adaptateurs pour transformer une prise molex mâle en prise SATA Power mâle. Si vous recyclez une carte mère, il est possible d'ajouter le support de S-ATA en ajoutant une carte d'extension.
Slots d'extensions.
Il est possible d'étendre les fonctionnalités d'une carte mère en lui ajoutant des cartes d'extension. Il existe de multiples cartes d'extension ayant chacune leur fonction et leur public :
On peut comprendre la fonction de la plupart des cartes d'extensions par le fait qu'elles ajoutent des connecteurs derrière la machine. Par exemple, une carte graphique ajoutera un port VGA ou DVI, une carte son ajoutera des port jack ou RSA, une carte réseau un port ethernet etc...
Les connecteurs PCI sont souvent au nombre de 5 sur une carte mère. Ils tendent à être remplacés progressivement par du PCI Express. Il n'existe que 2 tailles de slot PCI (32 & 64 bits (que l'on trouve principalement sur des cartes mères de serveurs) mais plusieurs tailles de slots PCI-Express : ×1, ×2, ×4, ×8, ×16. Le PCI Express ×1 remplace progressivement le PCI. On trouve aujourd'hui des cartes 4×PCI Express ou deux PCI plus deux PCI Express ×1.
Cas des cartes graphiques.
Les cartes graphiques, sauf exceptions, n'utilisent plus l'interface PCI pour se connecter à la carte mère. Elles ont un connecteur spécialisé ainsi qu'une électronique dédié : il s'agit des bus AGP, PCI Express ×16. Le bus PCI Express a remplacé aujourd'hui le bus AGP sur toutes les configuration récentes ; cependant il est encore très courant sur les PC de seconde main.
Autres connecteurs.
La carte mère peut également disposer de divers connecteurs tels que :
Si les fonctionnalités sont intégrées :
Format.
Le format de la carte décrit son format et son système de fixation. Il est donc important de choisir un boîtier et une carte mère dont les formats se correspondent exactement.
Le format le plus courant est l'ATX. Il convient donc d'acheter un boîtier respectant la norme ATX.
Autres formats :
Voir aussi la partie Boîtier : format de la carte mère
"Cartes" intégrées.
Le rôle d'une carte mère est de faire le lien entre processeurs, mémoire vive, disque dur et les autres composants internes ainsi qu'avec des cartes d'extension. Cependant, les constructeurs ont intégré aux cartes mères des fonctionnalités qui autrefois nécessitaient l'ajout d'une carte d'extension. L'expression est d'ailleurs restée : on dit que « la carte son/graphique/... est intégrée à la carte mère » : cette expression a aujourd'hui perdu son sens puisque justement, comme les fonctions sons/graphiques/... sont intégrées, il n'y a plus la ou les carte(s) en question...
Aujourd'hui donc, les cartes mères intègrent souvent les fonctionnalités suivantes, cela est visible par la présence des connecteurs derrière la machine :
Processeur (CPU).
Actuellement (2012) les processeurs les plus "communs" sont :
Chez Intel: Socket LGA 1155 et LGA 1366 (très haut de gamme), LGA 2011 (très très haut de gamme, peut atteindre presque un mois de salaire..).
LGA 1155: core i3, i5, i7 (sandyBridge ou IvyBridge): 2, 4, 6 cœurs. L'"YvyBridge" apporte essentiellement une diminution de la consommation d'énergie, et sera donc souhaitable pour un PC portable, mais pas nécessaire.
et aussi :
Celeron/Pentium SandyBridge.(LGA 1155), 2 cœurs: Il s'agit de 2 processeurs entrée de gamme double cœurs parfait pour de la bureautique mais aussi pour la vidéo modérée et de petits jeux.
LGA 1366: Gamme des Xeon: Très haut de gamme.
LGA 2011: Core i7: ultra haut de gamme.(Attention rien à voir avec un core i7 LGA 1155 !!)
Chez AMD: 
Socket AM3, AM3+, FM1, FM2(*1) soit:
Socket AM3: Sempron, Athlon, Phenom. 
Socket AM3+: Sempron, Athlon, Phenom, FX (très haut de gamme), jusqu'à 8 cœurs. : FX 4xxx, FX 6xxx, FX 8xxx respectivement: 4, 6, 8 cœurs.
Socket FM1: A4 yyyy, A6 zzzz, A8 tttt, respectivement 2, 3, 4 cœurs.
A noter que les processeurs à socket FM1 (les FX) reçoivent en natif une "carte graphique" intégrée de type HD Radeon xxxx.
Voici les principales caractéristiques du processeur (microprocesseur pour être exact) :
Voici ce que l'on peut comprendre en lisant par exemple "Intel Pentium 4 3.2GHz LGA775 FSB800 HT L2-2MB" :
Intel.
Intel classe ses CPU en utilisant une série de nombres. 3xx, 4xx, 5xx, 6xx et 7xx. Généralement, plus ce nombre est haut, plus le processeur est haut de gamme.
L'ensemble des caractéristiques des processeurs Intel peuvent être comparé sur http://processorfinder.intel.com/
Voir sur wikipédia la Liste des microprocesseurs Intel.
AMD.
La notation AMD est plus subtile : elle consiste à comparer (au banc d'essai) la performance par rapport à l'AMD Athlon Thunderbird 1,0 GHz. Voici une table d'équivalence qui donne la fréquence d'horloge en fonction du numéro de l'AMD.
L'ensemble des caractéristiques des processeurs AMD peuvent être comparé sur http://www.amdcompare.com/
Voir sur wikipédia la liste des microprocesseurs AMD.
Sockets.
Les sockets AMD par ordre chronologique :
64 bits.
Il existe maintenant divers processeurs 64 bits dont l'AMD64 ou EM64T ("Extended Memory 64 bit Technology") d'Intel, supportant donc les systèmes d'exploitation 64 bits (Windows Vista, Windows 7, Linux, ...).
Un système 64 bits gère plus efficacement les grosses quantités de mémoire que les systèmes 32 bits dont la taille des registres ne permet pas l'adressage mémoire au delà de 232 octets de mémoire (soit 4Gio).
La plupart des processeurs 64 bits actuels ont une fréquence entre 2.8GHz et 3.2GHz et sont multi-cœurs (2, 3, 4, 6 ou 8).
Les processeurs 64 bits peuvent exécuter des applications 64 bits, mais la plupart des applications actuelles demeurent en 32 bits. Cependant, certains processeurs peuvent également exécuter du code 32 bits, mais ne peuvent par exécuter les anciennes applications 16 bits.
Les processeurs 64 bits sont amenés à remplacer les processeurs 32 bits progressivement.
A noter: On peut, actuellement (2012), Installer indifféremment un OS 32 ou 64 bits sur un processeur récent (2009++)
AMD ou Intel.
Par contre, si une application 32 bits fonctionnera dans presque 100% des cas sur un OS 64 bits -je dis presque 100% car les drivers/pilotes ainsi que les anti-virus et autres "security suite" doivent être strictement "appairés" à l'OS- , l'inverse n'est pas vrai et donc, une application 64 bits ne fonctionnera pas sur un OS 32 bits. 
On voit donc de façon claire qu’un OS 64 bits est aujourd'hui préférable: Plus compatible (et de plus en plus..), et plus rapide
que l'OS 32 bits, et ce, que l'on utilise de l'Intel ou de l'AMD, tout deux compatibles OS 32 et OS 64.
Rappel : OS = Operating System = Système d'exploitation: Windows 7, Linux, etc..
Multi-cœurs et HyperThreading (HT).
Des processeurs double cœurs sont maintenant construits par AMD et Intel : il s'agit des Intel "Duo" et des AMD "X2".
Il existe également des processeurs quadricœurs (exemple : Intel Quad core) ou plus (6 voire 8).
Avantages du multi-cœur :
Inconvénients :
Deux processeurs, ou plus ?
Il existe des cartes mères supportant plusieurs processeurs : elles ont alors autant de sockets que l'on peut y monter de processeurs. Les cartes multi-processeurs sont à l'origine utilisées dans les serveurs mais des cartes biprocesseurs voire quadriprocesseurs sont en vente pour le grand public.
L'utilisation de plusieurs processeurs nécessite un système d'exploitation et des logiciels prévus pour.
Refroidissement.
Les processeurs ont un système de refroidissement dédié.
Ce refroidissement est indispensable.
Un mauvais refroidissement peut entraîner des erreurs, des ralentissements ou un redémarrage de la machine.
Une absence de refroidissement peut détruire le microprocesseur.
Un bon refroidissement prolonge la durée de vie d'un processeur jusqu'à dix ans.
Les processeurs vendus en version boîte (ou box) incluent un tel système de refroidissement.
Il s'agit d'un refroidissement à air actif : cela consiste à fixer un radiateur et un ventilateur sur le processeur (cette combinaison est également appelée "ventirad").
Mémoire vive (RAM).
Au démarrage du PC, un fichier "chargeur ou loader" qui se trouve à la racine du disque dur, charge une partie du système d'exploitation du disque dur vers la RAM, ce processus se reproduit plusieurs fois, ce qui fait que la RAM finit par contenir le noyau de l'OS ainsi que tous les programmes nécessaires à celui-ci, aussi appelés "services". Les gestionnaires d'interruption sont également chargés en RAM -petits programmes très compacts qui sont appelés lorsqu'un périphérique communique des informations en provenance ou vers le processeur-. Les drivers/pilotes sont aussi chargés en RAM -programmes généralement écrits en langage C qui permettent à un périphérique de communiquer avec l'OS, et qui appelle souvent une interruption. Enfin, la totalité de l'OS est chargé en RAM, on arrive alors à l'écran d'accueil: Login+mot de passe.
La RAM est donc cruciale (sans jeu de mot...), car elle contient à ce moment l'ensemble de l'OS: La moindre défaillance de celle-ci (même quelques octets en erreur) et c'est l'écran bleu aussi appelé BSOD (blue screen of the dead).
On ne tergiversera pas lors de l'achat/remplacement/ajout de celle-ci: Uniquement de la RAM de marque!!
les bus de RAM actuelle (2012) ont une largeur de 64 bits (Intel ou AMD), ce qui signifie que le processeur lit 8 octets en une seule passe: 1 octet = 8 bits, 64 bits = 8 octets.
C'est aussi comme ça qu'on dénomme la RAM, ex. : PC 6400 -> 6.4 gigaoctets par second : 6400 / 8 = 800, donc 800 MHz, on a donc affaire à une RAM DDR2 800. Autre exemple : DDR3 1333 MHz -> 1333 * 8 = 10664 càd PC 10600 (on arrondi souvent).
et pourquoi "8", et bien comme dit parce que le processeur lit/écrit 8 octets "d'un coup", càd 64 bits, càd la largeur de bus de données de toutes les cartes mère. (Intel/AMD)
broches DDR1 : 184. Broches DDR2 == broches DDR3 : 240, ce qui ne veut pas dire que l'on peut mettre une barrette DDR2 sur un slot DDR3 et inversement : Les fréquences/tensions/et autres cas (temps de latence) sont trop différents !
La mémoire vive permet de stocker (écrire) et retrouver (lire) des données utiles à l'exécution des logiciels : variables, applications, librairies de fonctions,…
Son contenu est conservé tant que l'ordinateur est allumé.
À l'extinction de celui-ci, le contenu de la RAM est perdu.
La quantité de RAM exprimée en octet joue un rôle important dans les performances de l'ordinateur.
Plus il y a de mémoire vive, plus le nombre d'applications exécutables "simultanément" est grand.
Toutefois, le système d'exploitation peut étendre la capacité de la RAM en stockant une partie du contenu sur disque dur.
Cependant, les transferts de données utilisant la RAM sont plus rapides qu'en utilisant le disque dur.
Il est donc important de dimensionner la quantité de mémoire vive adaptée à l'utilisation de l'ordinateur.
On distingue les types de mémoire vive dynamique suivants :
Actuellement, seule La DDR3 est utilisée (2012). Les "barrettes" les plus répandues sont les 1066 MHz et 1333 MHz, 1600 MHz.
À noter qu'une barrette 1600 MHz fonctionnera en 1333 MHz, une barrette 1333 MHz fonctionnera en 1066 MHz et ainsi de suite.
Par contre, une barrette 1333 MHz va "griller" si on l'a fait fonctionner en 1600 MHz. En définitive, on peut toujours diminuer "d'un cran" la fréquence d'une barrette de RAM, mais jamais augmenter sa fréquence nominale. 
Certains le font, à tort (et donc "grillent" leurs barrettes la rendant inutilisable).
Voir aussi mémoire vive sur wikipédia.
Boîtier et alimentation.
Deux composants qu'il ne faut pas négliger. Ils sont souvent vendus ensemble. Quelques critères à prendre en compte :
Format de la carte mère.
Le boîtier ne peut accueillir que les cartes mères des formats pour lequel il a été conçu. La plupart sont compatible ATX, qui est le format le plus courant. Mais on peut trouver :
Connectique.
Un boîtier peut présenter des connectiques en façade :
Alimentation.
L'alimentation est le bloc qui sera relié à l'installation électrique (prise électrique standard) et qui, à l'intérieur du boîtier, fournira tout l'éventail des prises nécessaires à l'alimentation électrique des différents composants.
La plupart des boîtiers intègre déjà une alimentation de 350 à 400 Watts.
Les périphériques internes.
Disque dur.
Le disque dur est l'élément où seront stockées toutes les informations de l'ordinateur, y compris le système d'exploitation.
Voir aussi disque dur sur wikipédia.
Technologie RAID.
L'achat d'une carte est plutôt recommandé pour les serveurs, car cela permet de remplacer ses disques durs à chaud, c'est-dire sans rien éteindre, de façon transparente pour ses utilisateurs.
Il existe deux principaux type de RAID : 
- Le RAID 0 ("striping)" permet de "mettre en série" deux disque dur de manière à ce que la moitié des données soit sur le premier et l'autre moitié sur le second. Cette topologie permet de profiter de la vitesse de lecture ou écriture des deux disque, elle a pour inconvénient que si l'un des deux disques a un défaut, il se propage à l'ensemble.
- Le RAID 1 ("mirroring") place deux disques en "parallèle" faisant en sorte que chaque donnée inscrite sur un disque soit recopiée sur l'autre. L'avantage est que si l'un des disque présente un défaut, la donnée se trouve toujours sur l'autre, l'inconvénient est qu'il faut deux fois plus d'espace pour le même volume utile (deux disque de 1 To formerons un volume de 1 To).
Les lecteurs optiques (disquette, CD, DVD).
La marché a concentré tous ces produits : aujourd'hui, seuls les graveurs/lecteurs de DVD, de Blu-ray et de CD sont encore disponibles.
Il faut toutefois faire attention. Si il n'y a aucun problème pour le graveur de CD, il faut être vigilant pour le DVD. On vérifiera que les deux standards DVD+R et DVD-R sont supportés ainsi que la double-couche (on négligera le support du DVD-RAM, format peu répandu voire absent). On préférera, ici aussi, le S-ATA à l'IDE
Les lecteurs sont moins performants que les graveurs en lecture. En effet, le graveur devant être de meilleure facture (car aucune erreur n'est permise en écriture tandis qu'on peut toujours rattraper une erreur de lecture) les performance sont plus grandes. Notamment, on la ressentira lorsqu'on lit un média continu comme un film sur DVD. Avec un lecteur, une erreur de lecture peut mettre le film en pause quelques secondes, ce qui n'arrive que très rarement avec un graveur.
Les vitesses de lectures et d'écriture sont données par un coefficient. ×1 correspond à 150 Ko/s pour un CD et à 1350 Ko/s pour les DVD. Une façon de déterminer un temps de lecture/écriture est de se dire que c'est un multiplicateur de la durée du CD. Par exemple, lire intégralement un CD de 74 min à la vitesse ×1 prendra 74 min, 37 (= 74/2) min en ×2 etc.
Au niveau des capacités d'enregristrement :
CD : 650 Mo (74 min) 700 Mo (80 min)
DVD : 4,3 ou 4,7 Go en simple couche, 8,5 Go en double couche (relativement rare)
Carte graphique.
Une carte graphique (ou "carte vidéo" ou "carte 3D" ou "carte accélératrice" ou "carte de jeu"...) s'occupe de décharger le processeur des calculs d'affichage. Certaines cartes mères intègrent déjà une carte vidéo suffisante pour la plupart des applications, y compris pour voir ou monter une vidéo ou pour des applications 3D nécessitant peu de ressources. Il n'y a que deux types applications rendant la carte graphique indispensable :
Autant dire que cette pièce est exigeante en qualité. Autant la première carte réseau venue fait l'affaire, autant un joueur ou un graphiste sérieux choisira sa carte graphique avec grande attention. D'autant plus que le prix d'une carte graphique peut facilement dépasser celui d'un processeur.
Voici les caractéristiques des cartes graphiques :
Actuellement, deux concepteurs s'affrontent sur le marché du grand public : nVidia et ATI (possédé par AMD). 
Une carte graphique avec deux sorties écran (typiquement une VGA et une DVI) peut servir, si le pilote le permet, à diviser l'affichage sur deux écrans, ce qui permet d'avoir un affichage deux fois plus large pour une même hauteur (ou l'inverse).
La technologie SLI (nVidia) ou CrossFire (ATI) permet d'utiliser deux cartes graphiques simultanément pour calculer un même affichage (chaque carte calculant une image sur deux), la principale difficulté étant de trouver une carte mère avec deux port PCI-e ×16.
Carte réseau.
La carte réseau permet la connexion de la machine à un réseau (réseau local ou internet). Il existe plusieurs normes mais on utilisera l'Ethernet, technologie éprouvée.
La plupart des cartes mères actuelles intègrent un port Ethernet. Cependant, il est possible d'avoir un port Ethernet supplémentaire à l'aide d'une carte PCI.
La vitesse des réseaux est données en débits : le 10 permet un débit de 10 Mb/s sur le réseau. Le plus répandu aujourd'hui est le 100 et on tend vers le gigagit-ethernet : 1000. Tous ces débits sont rétro-compatibles. On a donc des cartes 10, des 10/100 et des 10/100/1000.
L'investissement dans du gigabit-ethernet est intéressant à deux conditions :
Carte son.
La plupart des cartes mères intègrent une carte son susceptible de répondre à tous les besoins élémentaires. Elles vont même jusqu'à proposer une interface 5.1.
On trouvera la plupart des cartes son avec une interface PCI. Certaines sont toutefois externes (permettant une connectique plus complète entrées/sorties), elle utilisent une interface USB.
Il est difficile d'évaluer la qualité d'une carte-son simplement par ses spécifications. Référerez-vous aux tests des spécialistes trouvables sur internet. Particulièrement, préférez, si vous êtes musicien, les tests diffusés sur les sites de MAO.
Les périphériques externes.
Nous pourrions négliger de les évoquer ici car ils ne font pas partie du processus d'assemblage à proprement parler, étant donné qu'il se branchent une fois le PC monté avec un simple câble. Toutefois, un PC ne saurait être complet sans une partie de ces périphériques et la connaissance de leur caractéristiques n'est pas négligeable dans une perspective d'achat.
Enceintes.
Aujourd'hui les PC sont connectés à des ensembles d'enceintes. Par ces ensembles, on distingue :
Pour ce dernier, il faudra disposer d'une carte son (ou une carte mère) proposant une sortie 5.1. Pour le 2.0 et le 2.1 une simple sortie audio suffit.
Autres périphériques d'entrées.
Les tablettes graphiques sont très utilisées par les graphistes et les concepteurs CAO.
Le joueur pourrait investir dans une manette, un joystick ou un volant.
Fonctionnement général.
Refroidissement.
La majorité des composants d'un ordinateur chauffent, allant d'une très faible production de chaleur pour les lecteurs optiques, à une production beaucoup plus importante pour le microprocesseur par exemple. Un échauffement normal est sans danger, mais en revanche un échauffement élevé de ces composants peut entraîner des dysfonctionnements (erreurs de calculs, bogues, redémarrages intempestifs, etc), pouvant parfois aller jusqu'à leur détérioration.
À l'heure actuelle, la majorité des composants exposés à de fortes températures sont dotés de sondes et de sécurités qui les protègent.
Les circuits intégrés sont les composants électroniques qui chauffent le plus, ils sont situés sur la carte mère et sur la carte graphique entre autres. La plupart du temps, le simple contact de la surface du circuit intégré avec l'air ambiant permet d'assurer son refroidissement, mais certains de ces circuits chauffent trop pour que le contact avec l'air ambiant suffise. Les processeurs, par exemple, sont composés de millions de transistors qui, lors de leur fonctionnement, dégagent beaucoup de chaleur ; il est alors nécessaire de leur adjoindre un dispositif de refroidissement afin de pouvoir réduire leur température.
Principaux éléments producteurs de chaleur.
Les principaux producteurs de chaleur sont les suivants (ordre décroissant approximatif) :
Méthodes de refroidissement.
Refroidissement à air.
Le refroidissement à air, souvent appelé "aircooling", est le principe de refroidissement le plus utilisé. Il est simple à mettre en place, suffisamment efficace dans la majorité des cas, économique, et n'est en rien dangereux. C'est malgré tout le procédé le moins efficace.
Il peut être classé suivant deux catégories :
Refroidissement passif.
Le terme passif indique ici qu'aucune pièce mécanique n'est en mouvement. Un simple dissipateur (un radiateur) est fixé sur le composant à refroidir, afin d'augmenter la surface de contact avec l'air ambiant, et donc de faciliter la dissipation thermique. Il a été le premier système à être utilisé, au départ sur les microprocesseurs (par exemple le Pentium), à partir du moment où ils ont commencé à chauffer de manière trop importante. Son utilisation a évolué au fil du temps, pour maintenant refroidir les northbridge, certains processeurs graphiques bas de gamme, la mémoire vive, ou encore les MOSFET sur la carte mère.
Refroidissement actif.
Par rapport au refroidissement passif, un ventilateur est ajouté au radiateur (formant ainsi un bloc souvent appelé ventirad), afin de créer un flux d'air sur celui-ci et donc de faciliter le transfert thermique entre l'air et les ailettes du radiateur. Ce système est devenu un standard pour le refroidissement du processeur, dans la mesure où la grande majorité de ceux-ci sont livrés avec un ventirad, ou au moins sont destinés à fonctionner avec un ventirad. Les processeurs graphiques milieu de gamme et haut de gamme actuels en sont également munis, ainsi que la majorité des blocs d'alimentation.
L'un des défauts d'un refroidissement actif est le bruit émis par la rotation du ventilateur.
Les radiateurs sont parfois dotés de caloducs, qui permettent d'emmener la chaleur émise par le composant loin de celui-ci, jusqu'à l'endroit où elle va être dissipée dans l'air.
Refroidissement liquide.
Watercooling.
Le watercooling est un dispositif faisant circuler de l'eau, bien meilleure conductrice thermique que l'air, à l'aide d'une pompe dans un circuit qui passe dans un ou plusieurs waterblocks. Ces waterblocks, situés sur les composants à refroidir, permettent un transfert thermique entre l'eau et le composant.
À l'origine réservée aux systèmes très performants, comme les superordinateurs, cette méthode a ensuite été reprise et adaptée pour son utilisation au quotidien dans les ordinateurs, étant bien souvent plus performante que l'aircooling. Elle reste malgré tout encore un peu plus complexe que l'aircooling à mettre en place, et un peu plus dangereuse à cause de la cohabitation entre l'eau et l'électricité.
Le silence de fonctionnement est un autre atout du watercooling, dans le cas d'un système sans ventilateur (ou "fanless"), même si les performances sont un peu moindres dans ce cas.
Oil cooling.
Rarement utilisé, l'Oil cooling consiste à immerger tout les composants dans de l'huile afin de les refroidir. Plus destinée à des fins de tests ou de démonstrations, cette méthode n'apporte pas réellement d'avantages, si ce n'est le fait d'avoir un ordinateur silencieux et totalement immergé dans un liquide, et donc d'avoir un refroidissement uniforme.
Refroidissement à changement de phase.
Phase-change cooling.
Basé sur le principe de la pompe à chaleur, le "phase-change cooling" permet le changement de phase d'un fluide frigorigène. Les températures atteintes sont alors de l'ordre de -30°C au niveau de l'évaporateur (situé sur le composant), et donc une température négative est atteinte pour le composant.
Waterchiller.
Un "waterchiller" est un système combinant le watercooling avec le phase-change cooling afin de profiter des avantages des deux méthodes. Le liquide circulant dans le circuit du watercooling est refroidi grâce à un système de phase-change cooling, ainsi on obtient un très bon refroidissement (avantage du phase-change) pour plusieurs composants à la fois (avantage du watercooling).
Effet Peltier.
Les plaques à effet Peltier permettent de refroidir fortement, jusqu'à des températures négatives, les composants sur lesquelles elles sont fixées. Cependant, ces systèmes thermoélectrique ne peuvent être utilisés seuls : Il faut impérativement refroidir la partie chaude du module, il est nécessaire d'y adjoindre un autre système de refroidissement performant, tel qu'un watercooling ou un système de phase-change cooling.
Extreme cooling.
Voici les différentes d'extreme cooling
LN2 cooling.
Le LN2 cooling permet un refroidissement extrême grâce à l'utilisation d'azote liquide (aussi appelé LN2) à une température de -196°C. Son défaut provient de l'évaporation du LN2 : il est nécessaire d'alimenter régulièrement le système en LN2, ce qui le rend inapproprié à un usage quotidien.
Dry ice cooling.
Très semblable au LN2 cooling, le dry ice cooling utilise de la glace carbonique à -78°C. Cette glace sublime directement dans l'air, ce qui rend également ce système compliqué à utiliser de façon prolongée.
Cascades.
Les cascades sont plusieurs systèmes de phase-change cooling montés en parallèle, qui permettent à chaque étage d'utiliser un autre fluide frigorigène ayant une température de vaporisation plus faible à chaque fois. Avec quatre étages on peut par exemple utiliser de l'azote liquide pour le dernier étage, et donc obtenir un refroidissement aussi performant qu'en LN2 cooling, mais sans son défaut : l'évaporation dans l'air ambiant. Un tel système peut fonctionner pendant une très longue durée sans remplissage, aucun fluide ne sortant de son circuit.