Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/06873.jsonl.gz/276

|1. LE PROCESSEUR

1.1. le fonctionnement du processeur
Le processeur est bien entendu le cur d'un micro-ordinateur, le cerveau qui contrôle chaque élément du PC et calcule sans cesse. Ce morceau de silicium est composé de millions de transistors formant une petite plaquette encapsulée dans une céramique. Cette dernière est une protection mais aussi le premier des dissipateurs thermiques nécessaires au refroidissement du CPU (Central Processing Unit). Le processeur en lui-même ne fait que quelques centimètres carrés. L'enjeu n'est d'ailleurs pas d'accroître sa taille mais de loger de plus en plus de transistors dans le même espace. Un processeur ne comprend que le langage machine c'est-à-dire une succession de 0 et de 1. Pour les traiter, il possède un jeu d'instructions, RISC ou CISC. En mode CISC, utilisé jusqu'à présent par Intel pour le code x86, il y a beaucoup d'instructions spécialisées pour une tâche précise. En mode RISC, le processeur dispose d'un jeu d'instructions réduit. Les instructions complexes sont recrées par un ensemble d'instructions primaires. Ce dernier système est plus efficace et donne des processeurs plus rapides. Le Pentium Pro a introduit la technologie RISC dans le monde Intel. Le code x86 étant étroitement lié au CISC, le processeur contient un émulateur de code x86 qui convertit les instructions en RISC. C'est également le cas des dernières générations de processeurs Cyrix et AMD. Le Merced sera le premier processeur entièrement RISC d'Intel. Au fil du temps, le RISC intègre de plus en plus de fonctions. Il conserve néanmoins des caractéristiques qui le rendent plus intéressant que le CISC.
Un processeur se distingue d'un autre par de multiples critères. Le premier d'entre eux est bien sûr la fréquence qu'il convient de garder avec circonspection.
Les processeurs de génération Pentium disposent d'une fréquence d'horloge interne qui se calcule avec un multiplicateur de la vitesse d'horloge externe, qui est celle de la carte mère. La fréquence correspond au nombre de cycles (et pas forcément d'instructions) par seconde. A la vitesse interne de 166 Mhz, ce sont 199 millions de cycles par seconde qui sont disponibles pour exécuter les applications !
Cette vitesse monte aujourd'hui à 300 Mhz dans le monde Intel alors que des constructeurs comme Digital proposent des puces à 450 Mhz, les fameuses puces Alpha qui équipent de puissantes stations de travail. La vitesse externe (66 Mhz pour un Pentium 166) correspond à la vitesse à laquelle peut communiquer le processeur avec les autres éléments du PC (mémoire, disques, bus, etc.). La vitesse externe n'est pas aussi importante que la vitesse interne mais elle est aujourd'hui un vecteur de limitation des performances qui sera amélioré dans un proche avenir.
Vitesse et processeur
Aujourd'hui, même un Pentium II à 300 Mhz est limité à une fréquence externe de 66 Mhz.
Les processeurs disposent d'une largeur de bus. Un Pentium a une largeur de bus interne de 32 bits, c'est-à-dire qu'il peut traiter 4x8 bits simultanément. Sa largeur de bus externe est de 64 bits. Il peut donc aller chercher en mémoire par exemple 8x8 bits dans le même temps.
Les processeurs de génération Pentium (Pentium, K6, 6x86) utilisent comme support sur la carte mère la socket 7. Cette dernière facilite le démontage du CPU grâce au " Zéro Insertion Force " (Zif). Le Pentium Pro dont le brochage est différent utilise une socket 8 aux dimensions revues. Quant au Pentium II, il renouvelle totalement le genre puisqu'il utilise le Slot one, un bus accueillant une cartouche SEC contenant le microprocesseur et sa mémoire cache externe.
On peut considérer ces trois caractéristiques, fréquence, bus et support comme les trois éléments les plus distinctifs d'un processeur. Bien sûr, beaucoup d'autres viennent préciser son origine et ses performances.
1.2 les différents types de processeurs
Si le premier microprocesseur fut l'Intel 4004 en 1971, le PC originel d'IBM, né en 1981, choisit le 8088. Ce processeur, bien que travaillant en interne sur 16 bits, ne disposait que d'une largeur de 8 bits en externe. Il ne pouvait gérer que 1 Mo de mémoire ! Le premier PC, coûteux, lent et bruyant, connu pourtant bien le succès, d'abord en entreprise. Des logiciels comme Visiocalc puis Multiplan, les premiers tableurs, rendirent en effet de multiples services à ceux qui devaient manipuler une multitude. Il continua longtemps sa carrière dans les PC comme les fameux Amstrad qui ouvrirent le monde du micro-ordinateur au grand public.
Il fut pourtant bientôt remplacé chez Intel dès 1982 par le 286 qui était un vrai processeur 16 bits. Capable de gérer 16 Mo de RAM, il a souffert des limitations du DOS qui travaillait en mode réel, ne pouvant utiliser que 1 Mo de RAM. D'où l'apparition à cette époque de la mémoire étendue (HIMEM.SYS) qui faisait appel à une fonction du BIOS pour transférer des blocs de 64 Ko de mémoire, de la mémoire étendue vers la mémoire basse.
Le DOS n'a d'ailleurs jamais évolué dans ce domaine. Un Pentium sous DOS n'est donc d'une certaine façon guère autre chose qu'un 286 très rapide ! Par la suite, Compaq commença sa longue lutte contre IBM en introduisant le premier une machine à base de 386 DX (en 1985) dont le prix était d'ailleurs exorbitant ! Travaillant en 32 bits, le 386 était hélas limité par la lenteur du bus des PC de l'époque, cadencé à 8 Mhz. En même temps, que le 386, les premières versions de Windows prirent leur envol.
Déjà, ce dernier exploitait mieux les capacités 32 bits du processeur ! A cette époque, beaucoup de processeurs d'Atari ou d'Amiga sont passés au PC grâce à l'apparition du 386 SX en 1988, une version limitée du 386 (fréquence externe en 16 bits) moins coûteuse. La sortie de jeux comme le premier Wing Commander ou de la carte son AdLib n'y furent pas étrangère non plus... Bien que 25% moins rapide qu'un 386 DX à fréquence égale, le 386 SX apportait une puissance non négligeable et constitua un tournant dans l'histoire du PC domestique.
En 1989, le 486 proposa une étape très intéressante avec son coprocesseur arithmétique intégré (les 386 passaient par un coprocesseur optionnel et séparé comme le 387 ou le Weitec !). Il intégra aussi 8 Ko de mémoire cache interne. Bien que le 486 ne soit qu'un 386 mieux codé, il apporta un très gros gain de puissance. Le 486 SX, dépourvu de coprocesseur arithmétique mais peu cher permit à une seconde génération de PCistes d'emboîter le pas à la première, mais c'est surtout le 486 DX2/66, sorti en 1992, qui fit la joie de toute une génération de joueurs.
En 1993, l'arrivée du Pentium qui fait encore les beaux jours de nos micros correspondait avec la totale domination du PC dans l'univers ludique et professionnel. Pour beaucoup, le Pentium signala l'accès à une véritable puissance matérielle. Beaucoup se souviennent encore du bond en avant étonnant que constituait le passage d'un 486 SX aux premiers Pentium, se soldant souvent par des temps de calcul dans 3D Studio (déjà) divisés par cinq ou dix grâce à son puissant coprocesseur arithmétique ! On peut résumer le Pentium à deux 486 en parallèle (mais avec une seule unité de calcul), ce que l'on appelle la technologie du pipeline. Cela lui permet d'exécuter plus d'instructions, théoriquement le double mais cela dépend de la façon dont les logiciels sont optimisés.
Le Pentium fonctionne en 32 bits en interne et en 64 bits en externe. Tout comme le Pentium Pro et le Pentium II d'ailleurs. Contrairement à ce que l'on croit parfois, il n'y a pas encore de processeur véritablement 64 bits dans le monde PC. Il faudra attendre pour cela le Merced.
En 1995, le Pentium Pro a toutefois apporté bon nombre de changements. Basé sur une architecture RISC, il intègre un émulateur 486 et introduit de nouvelles techniques pour plus d'efficacité. Les instructions sont ainsi parfois exécutées dans le désordre, leur décodage et leur exécution sont séparés, ce qui évite les états d'attente. Il peut exécuter non pas deux mais trois instructions simultanément. Le Pentium Pro intègre aussi la mémoire cache de niveau 2 (L2). Il peut donc y accéder à la même vitesse que la mémoire cache de niveau 1, ce qui apporte de grands gains de performances mais impose aussi des coûts de fabrication très élevés. Son code a été entièrement optimisé pour l'exécution 32 bits, ce qui le rend redoutable sous Windows NT et avec des logiciels optimisés mais presque plus lents qu'un Pentium à fréquence égale avec des applications non optimisées.
Si 1997 est l'année du Pentium II et du MMX, l'avenir nous promet encore bien des surprises. La fin de l'année verra probablement arriver les premières cartes mères cadencées à 100 Mhz, un gros progrès en perspective et peut-être des processeurs x86 cadencés à plus de 400 Mhz !
1998 nous amènera le MMX 2 et déjà sans doute le successeur du Pentium II !
Le code x86 n'est pas seul au monde. On a longtemps connu la famille des 68 000 de Motorola qui ont fait le bonheur des ordinateurs Atari et Amiga mais aussi de la première génération de Macintosh. Aujourd'hui, les PowerPC sont les principaux concurrents des Pentium alors que dans le haut de gamme s'affrontent les Alpha de Digital (jusqu'à 600 Mhz) ou les Sparc de Sun. Intel ne rentrera dans ce cadre de la compétition que vers la fin du millénaire avec le Merced, décidément très attendu, qui rompra fortement avec l'architecture x86 traditionnelle tout en restant compatible par émulation matérielle. De plus dans la famille x86, sont également inclus tous les concurrents d'Intel qui n'ont jamais fait autant parler d'eux qu'en cette fin d'année.
1.3. La mesure des performances
Le processeur n'est pas l'élément du PC dont les performances sont les plus difficiles à mesurer. C'est l'un des plus rares cas où les benchs peuvent donner des résultats significatifs même si une fois de plus, rien ne vaut un bon vieux test applicatif. Mais attention, toutes les applications ne font pas appel aux même fonctions. C'est ce qui complique et en même temps doit pondérer tout jugement sur un processeur. Qu'on en juge dans un cas extrême. Les processeurs MIPS des Silicon Graphics ne sont pas beaucoup plus puissants que des Pentium Pro, pas autant qu'on pourrait l'imaginer. Mais ces stations disposent de cartes spécialisées qui déchargent le processeur de toutes les tâches 3D auxquelles ils sont habituellement dévolus par exemple. Un PC dispose plus rarement de ces cartes et son utilisation est souvent très variée. Le processeur doit donc être polyvalent et complet. De la même façon, un accroissement de fréquence n'est pas forcément proportionnel au gain de performances. Pire encore, la fréquence est loin d'être la seule mesure des capacités d'un processeur. Son architecture interne est la qualité de son code sont tout aussi importants. On se souvient encore des valses hésitations lors de la sortie du 486 DX4/100 dont les performances étaient égales à celles des premiers Pentium 60. Cela s'expliquait simplement par l'efficacité intrinsèque supérieure du Pentium. Le nombre d'instructions exécutées par seconde n'est pas tout. Si telle ou telle opération primaire réclame 10 cycles d'horloge avec un processeur et 5 avec un autre, ce dernier pourra aller moitié moins vite en terme de fréquence pour effectuer la même tâche dans le même temps.
Cet exemple simple cache une multitude de sophistications apparues avec les processeur de dernière génération tel que le pipeline ou la prédiction de branchements...
Autre preuve de la valeur relative que représente la fréquence, les concurrents d'Intel, AMD et Cyrix, arrivent à des performances proches et parfois supérieures (du moins sur les entiers) des Pentium avec des fréquences nettement inférieures (le Cyrix 6x86-PR166 fonctionne en fait à 133 Mhz par exemple). Ils utilisent en effet un code plus efficace et plus proche de la technologie du Pentium Pro.
Mais il faut toujours distinguer entiers et virgule flottante dans un processeur. Et là, Intel ne craint guère la concurrence. Les coprocesseurs en charge des calculs en virgule flottante constituent en effet le talon d'Achille de ses concurrents, en particulier chez Cyrix. Tout dépend alors de ce que vous faites avec votre ordinateur. Bureautique (hormis les tableurs), Internet et même certains jeux n'utilisent que peu le coprocesseur arithmétique.
Dans ce cadre là, vos choix seront forcément plus larges que pour un infographiste 3D ! Quant aux joueurs, ils pourront aussi, à côté des performances, se poser la question de la compatibilité. Si Intel est évidemment compatible avec lui-même, ce ne fut pas toujours le cas pour ses concurrents, du moins à 100%.
Si la plupart des applications, en particulier sous Windows, fonctionnent parfaitement avec les puces de Cyrix ou AMD, on rencontrait encore il y a quelques temps des problèmes, surtout dans les jeux avec les puces Cyrix. Elles semblent maintenant s'être définitivement affranchies de ce problème, AMD avec son K6 et Cyrix avec sa récente puce MX.
1.4. Les overdrives
Les overdrives ont repris un peu d'intérêt avec l'apparition des modèles de classe Pentium MMX. Rappelons en effet que la nouvelle génération de Pentium MMX utilise un voltage différent de Pentium, dit Dual voltage (le voltage interne et externe sont différents: 2,8 et 3,3 volts). Or, les cartes mère d'ancienne génération ne sont pas capables de fournir ce type d'alimentation. Le passage à un Pentium MMX réclamerait donc l'achat d'une nouvelle carte mère, ce qui rend cette mise à jour un peu trop coûteuse. Les overdrives disposent des mêmes caractéristiques et de la même puissance qu'un Pentium MMX classique mais se contentent du voltage des anciens Pentium. Ils s'insèrent en lieu et place de votre actuel CPU dans la socket 7 de la carte mère.
En fonction de la fréquence du processeur dont vous disposez actuellement, Intel vous propose une évolution vers une vitesse supérieure (90 vers 125, 100 vers 150, etc.). L'avantage de ce système est qu'il ne réclame pas la moindre manipulation de votre part, même pas un changement de cavalier. Toutefois, imaginons que vous disposiez d'un Pentium 90. Cela ne veut pas dire que votre carte mère ne peut supporter un Pentium plus rapide. Il suffit alors de changer un cavalier sur la carte vers une fréquence de 100 ou 120 Mhz par exemple puis d'acheter l'overdrive correspondant. Leur prix variant peu en fonction de leur fréquence, cela les rend beaucoup plus intéressants!
1.5. Le MMX
Beaucoup de bruit a été fait autour de la sortie des Pentium MMX et de leurs fonctions multimédias. Après quelques mois d'utilisation, les fonctions MMX s'avèrent un bonus intéressant pour la vidéo, la musique, voire pour améliorer la 3D. Mais elles ne sauraient remplacer une carte accélératrice 3D par exemple et en aucun cas émuler un modem...Elles reposent sur la technologie SIMD, c'est-à-dire la capacité à traiter un paquet de données en une seule instruction, une sorte de traitement en parallèle. Seul problème, l'appel des 57 nouvelles fonctions MMX ne peut se faire simultanément avec l'appel à la FPU. Le repassage à cette dernière prend 52 cycles d'horloge, ce qui pourrait réduire fortement, voire annuler le gain de puissance apporté par le MMX dans des applications faisant appel aux deux unités. Sans révolutionner le monde PC, les fonctions MMX qui travaillent sur 64 bits contrairement aux autres fonctions sur les entiers du Pentium qui fonctionnent en 32 bits, ont fait la preuve de leur efficacité dans certains domaines. Mais en fait, le plus intéressant dans les Pentium MMX est peut-être le plus caché ou du moins le moins médiatisé. Intel a en effet profité de cette nouvelle mouture pour doubler la mémoire cache interne (L1).
Passant de 16 à 32 Ko pour les instructions et les données, la mémoire cache profite à toutes les applications contrairement aux fonctions MMX qui réclame, elle, une optimisation spécifique. Le gain se chiffre en moyenne à 10% quelle que soit la fréquence, ce qui n'est pas négligeable.
1.6. Les bugs des processeurs
Vous avez tous entendu parler du bug du Pentium, le fameux FDIV, voire du bug du Pentium II, beaucoup moins spectaculaire. Cela nous rappelle qu'un processeur est une uvre complexe, non exempte d'erreurs. Toutefois, le bug du Pentium, s'il a été monté en épingle pour certains concurrents d'Intel, ne touche qu'une infime partie de la population micro. Si vous ne travaillez pas dans la finance ou la modélisation scientifique, ce bug qui a d'ailleurs une chance sur quelques millions de vous atteindre, ne vous gênera en rien. Un jeu, un logiciel bureautique ou même un programme d'image de synthèse n'en sont en rien perturbés.
En fait, cette affaire a surtout révélé les difficultés d'Intel à communiquer efficacement et avec plus de transparence. Le bug du Pentium II a été annoncé directement par Intel et il est de toute façon assez mineur pour n'avoir provoqué que peu de remous.
1.7. La précision de gravure
Les processeurs sont gravés sur de fines couches de silicium.
La précision de cette gravure est très importante. Elle conditionne en effet le nombre de transistors que l'on peut placer sur une même surface mais aussi la chaleur générée par le processeur.
Actuellement, les processeurs de Type Pentium MMX sont gravés avec une précision de 0,35 micron, ce qui peut déjà paraître petit mais devrait être amélioré dans l'avenir. Passer à une précision encore plus petite réclame la constructions de nouvelles usines valant plusieurs milliards de francs pièce... A tel point que Intel s'est associé à Hewlett Packard pour la fabrication de sa nouvelle génération de processeurs Merced pour minimiser les risques.
1.8. Les faussaires
Vous avez tous entendu parler de faux Pentium ou plus exactement de Pentium dont la fréquence avait été artificiellement gonflée.
Il s'agit d'une pratique somme toute relativement proche de l'overclocking sauf que le commerçant malhonnête vous fait payer le prix du processeur de la classe supérieure. Il n'y a guère de moyens de vérifier si le processeur a été falsifié ou non puisque la gravure sur la céramique a été modifiée. Mais rassurez-vous, la principale filière de cet horrible abus a été démantelée.
On ne trouve plus aujourd'hui de telles malversations et vous n'avez pas à porter de suspicions particulière sur votre revendeur.
1.9. Overclocking
Lors de leur fabrication dans les usines de leurs concepteurs, les processeurs appartenant à une même famille ne sont pas conçus séparément suivant leur fréquence.
En fait, ils sortent exactement du même " moule " puis subissent quelques tests de base. En fonction de leur qualité et donc de leur capacité à supporter de plus hautes fréquence, on leur assigne alors leur vitesse maximale et donc leur position dans la gamme Intel. Dès lors, et sachant qu'Intel a la réputation de prendre des tests assez sévères, il est très tentant de modifier la fréquence de son propre processeur ( une opération également valable techniquement pour les AMD et Cyrix mais plus aléatoire).
Cette pratique fort peu appréciée par Intel d'ailleurs- s'appelle l'overclocking, c'est-à-dire le dépassement d'horloge. Cela permet de gagner à moindre frais (juste un peu de sueur), de la puissance de calcul si précieuse à vos jeux et à vos applications. Elle s'effectue par multiplication de la fréquence interne ou externe avec des résultats strictement équivalents à ceux du processeur ayant officiellement la fréquence obtenue par overclocking.
Les risques engendrés sont minimes. Si le processeur chauffe trop, des écrans bleus peuvent apparaître sous Windows, synonymes de gros bugs (et beaucoup plus rarement sou DOS).
Mais on n'a jamais vu de processeur exploser ou fondre après un overclocking. Dans le pire des cas, si la machine ne démarre pas, il suffit de remettre la fréquence d'origine!
Pour éviter la chauffe et donc les bugs rajoutez un petit ventilateur sur le dessus du processeur pour le cas où il ne disposerait que d'un dissipateur de chaleur (le petit radiateur métallique souvent collé sur les Pentium).
Concrètement, le changement de fréquence s'effectue par changement de jumpers (cavaliers) sur la carte mère ou encore plus simplement dans le BIOS avec les récentes cartes jumperless sans cavalier, cf. Les cartes mère). Avec ces dernières, l'overclocking devient encore plus simple et beaucoup plus souple! Chaque type de processeur dispose de sa propre table d'overclocking en fonction de sa fréquence d'origine. Cette table varie également selon la carte mère dont vous disposez si vous voulez travailler sur la fréquence externe. Les meilleurs résultats sont ainsi obtenus avec des cartes mères dont la fréquence peut monter jusqu'à 83 Mhz. La plupart ne montent qu'à 75 Mhz, ce qui apporte déjà des gains significatifs. La méthode la plus simple mais aussi la moins bénéfique consiste à simplement monter la fréquence interne du CPU un cran au-dessus.
Les variantes étant trop nombreuses pour être listées ici, référez-vous au site Web Tom's Hardware guide http://www.sysdoc.pair.com dans lequel vous trouverez un tableau présentant tous les cas de figure ou un overclocking a réussi pour chaque type de processeur. Ce tableau résulte du témoignage d'utilisateurs ayant décrit fidèlement leur configuration et leur méthode d'overclocking, ce qui ne peut que vous rassurer. Même le récent Pentium II passe facilement d'une fréquence de 233 Mhz à 300... Mais chut!
1.10. Le processeur qu'il vous faut
Intel domine encore et toujours outrageusement le marché.
Le Pentium 166 MMX est au centre d'une majorité de configurations abordables. Ce choix est renforcé par les déceptions relatives des Pentium 200 et 233 dont les gains de fréquence n'ont pas été suivis de toute la puissance que l'on aurait souhaité. C'est du côté du Pentium II 233, voire 266 ou 300, eux aussi MMX, que se tourneront les plus exigeants.
La concurrence s'est bien organisée avec les
K6 d'AMD et 686MX de Cyrix. Contrairement à bien des dires, ces deux processeurs ne
rivalisent pas avec les Pentium Pro et les Pentium II mais bel et bien avec les Pentium
MMX. Ils obtiennent alors des performances sensiblement équivalentes, voire supérieures
sur les entiers. Mais leur faiblesse réside sur les flottants, c'est-à-dire dans le
calcul intensif où ils sont en net retrait, en particulier le Cyrix. Rien de gênant pour
la bureautique, Internet et même les jeux si vous disposez d'une carte accélératrice 3D
qui minimise les besoins en ressources processeur. Mais inutile d'espérer de bonnes
performances dans le calcul d'images de synthèse, dans la lecture de vidéos MPEG 2
et même dans certaines applications de musique fort consommatrice en calcul. En
contrepartie, ces deux processeurs coûtent moins chers et peuvent vous faire réaliser de
jolies économies. Peut-être pas encore de quoi vous offrir une carte accélératrice
2D/3D à base de 3Dfx mais au moins une partie... Cela pousse de plus Intel à réduire
ses marges. Preuve en est le prix de lancement relativement raisonnable du Pentium II 233
qui dès cette rentrée (97) sera accessible aux acheteurs de configuration de moyenne
gamme. Mais n'oubliez pas que le CPU n'est qu'un élément du PC. Nos micros sont toujours
soumis à un fragile équilibre. Et l'on peut considérer que la vitesse d'un PC est
équivalente à celle de son composant le plus lent. Autrement dit, le plus puissant des
Pentium II ne révélera guère ses qualités s'il est affublé d'un disque dur poussif.
La meilleure des cartes mère ne compensera pas des périphériques médiocres.
|(HTML STUDIO v5.1.40)

Mis à jour le 26.11.97 à 11:52
Par SCS'in (c) Sch.
|Index||Page précédente|