Vocageek #30 : c’est quoi un CPU ?
Le CPU (ou processeur) est un composant électronique essentiel pour assurer le bon fonctionnement de ton ordinateur, de ton smartphone et de la plupart des appareils électroniques de ta maison. Mais, à quoi sert-il vraiment et comment fonctionne-t-il ?
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La définition
Un processeur ou CPU (en anglais Central Processing Unit) est un composant présent dans de nombreux dispositifs électroniques. Il exécute les instructions machine des programmes informatiques. Un processeur construit en un seul circuit intégré est un microprocesseur.
À quoi sert-il ?
Il peut être comparé au cerveau humain pour l’homme ; en effet, il se charge d’effectuer tous les calculs et d’échanger les données entre les différents composants de l’ordinateur. L’ensemble des possibilités d’un processeur est appelé un jeu d’instructions. Et suivant les appareils, les instructions peuvent être plus ou moins complexes. Il est constitué de millions, voire de milliards, de transistors pour faire fonctionner tous les programmes de ton ordinateur.
Un peu d’histoire !
L’invention du transistor, en 1948, ouvrit la voie à la miniaturisation des composants électroniques. Mais, c’est avec l’avènement des circuits intégrés que la miniaturisation et la standardisation des processeurs ont permis d’augmenter considérablement la puissance de calcul des appareils électroniques. Et, depuis le premier microprocesseur en 1971, le Intel 4004, jusqu’à aujourd’hui, on observe plus ou moins tous les deux ans un doublement du nombre de transistors présents sur une puce de microprocesseur, un phénomène popularisé sous le terme de « loi de Moore »
Le Intel 4004, premier microprocesseur d’Intel en 1971
Comment est-il constitué ?
Un processeur est constitué de plusieurs parties :
- L’unité de contrôle (ou séquenceur) : il se charge de gérer le processeur. Il peut décoder les instructions, choisir les registres à utiliser…
- L’horloge : elle fournit un signal régulier pour synchroniser tout le fonctionnement du processeur.
- Les registres : ils sont des petites mémoires internes très rapides et faciles d’accès. Ils évitent de solliciter la mémoire pour des instructions basiques.
- L’unité arithmétique : elle est en charge de tous les calculs. Elle aide à traiter plusieurs instructions en même temps
- Les bus informatiques :
– un bus de données, pour transférer les données ;
– un bus d’adresse, qui permet, lors d’une lecture ou d’une écriture, d’envoyer l’adresse où elle s’effectue ;
– un bus de contrôle qui permet la gestion du matériel
Comment ça marche ?
Le rôle d’un processeur est d’exécuter une série d’instructions stockées appelée programme. À chaque top d’horloge, une instruction ou partie d’instruction va être exécutée. Il recherche l’instruction, puis l’interprète. Ensuite, il exécute l’instruction (il redirige les signaux obtenus vers les autres composants du CPU), puis finalement écrit le résultat (par exemple, affiche un élément sur l’écran).
Comment distinguer les processeurs ?
Outre le fabricant (Intel, AMD, Nvidia…), deux autres éléments caractérisent un processeur :
- Les Hertz (Hz) correspondent au rythme de l’horloge interne du processeur. Plus il est élevé, plus il peut gérer rapidement des instructions.
- Les cœurs sont les unités de calcul. Plus il y en a, plus le processeur peut effectuer des opérations simultanément.
Spécification de l’Intel Core Ultra 7 processor 155H
Cette vidéo de la chaîne Informatique Sans Complexe t’explique en 3 minutes l’essentiel à savoir sur le CPU :
