Hardware Magazine n°7 oct/nov 2003
Hardware Magazine n°7 oct/nov 2003
  • Prix facial : 5,90 €

  • Parution : n°7 de oct/nov 2003

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Tech.Age

  • Format : (210 x 285) mm

  • Nombre de pages : 140

  • Taille du fichier PDF : 16,9 Mo

  • Dans ce numéro : dossier spécial Divx.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Li > choisir Une machine à compter ! Un processeur ne travaillant qu'avec des séries de 0 et de 1, tout ce qu'il peut faire ce sont des opérations mathématiques entre ces 2 éléments. Il peut les additionner, les multiplier, les comparer… La comparaison consiste à faire un choix de type "si… sinon…". Nous y reviendrons plus tard. Additionner 2 nombres est à la fois simple et compliqué. 1 + 1, c'est facile. 123456 + 1, c'est facile aussi. Mais qu'en est-il de 435672 + 891624 ? Et de 749628961 + 285387096 ? Mentalement c'est compliqué. Il faut s'y prendre avec méthode. C'est de là qu'est venu le principe du calcul écrit qu'apprennent les jeunes élèves. En calcul écrit, peut importe la longueur des nombres, il suffit d'appliquer la méthode. C'est presque exactement le même principe qui est utilisé dans un processeur ! Une unité de calcul fonctionne donc comme une machine à faire du calcul écrit. Un processeur n'est donc pas "intelligent". Il ne sait pas compter. Il applique machinalement un principe répétitif. Ce principe de calcul peut être mis en forme matériellement à partir d'un assemblage de transistors. La complexité des autres opérations varie plus ou moins de la même manière que varie la complexité des différentes opérations en calcul écrit. Celui-ci est réellement un bon moyen de comprendre comment travaille un processeur. Ainsi, une multiplication sera plus complexe. Et une division encore plus ! Ceci signifie qu'une unité de multiplication sera plus lente qu'une d'addition ou qu'elle devra être plus complexe et utiliser bien plus de transistors. C'est donc tout simple ? Un processeur ne serait donc qu'une machine qui se sert de transistors pour calculer comme le font les enfants à l'école. Qui plus est, cette machine travaille avec le langage le plus élémentaire que nous puissions imaginer puisqu'il ne contient que des 0 et des 1. Tout est donc très simple… Sauf que… les transistors dont se sert cette machine ne sont pas présents par 10 par 100 ou même par milliers, mais bien par millions ! Un CPU est aujourd'hui constitué des 30 à 100 millions de transistors. Et le dernier GPU de NVI- DIA en contient 130 millions. Tous ces transistors, il faut arriver à les assembler. C'est là que ça se corse. <100> Fabriquer une puce électronique Assembler tous ses transistors à la main est bien entendu impossible. Ce serait bien trop fastidieux d'autant plus que les transistors doivent être petits. S'ils étaient d'une taille manipulable à la main, il serait impossible de faire rentrer un CPU dans un boîtier d'ordinateur. Il a donc fallu trouver une technique de fabrication et de miniaturisation de ces transistors. La technique utilisée se nomme photolithographie. En simplifiant fortement le principe, elle correspond à l'utilisation d'un négatif au travers duquel est projeté de la lumière. Là où la lumière arrive, un transistor de très petite taille sera créé. Ceux-ci sont créés sur une galette de silicium (wafer). Ce fameux silicium qui constitue le sable et le verre est ici présent dans une forme extrêmement pure. Une galette de silicium coûte donc cher. Ce qui contraints les fabricants à essayer de placer un maximum de puces sur la même galette. Ou, vu autrement, à ne pas fabriquer de puces de très grande taille. Après que les transistors aient été créés, il faut les relier entre eux pour former un réseau qui représentera les diverses parties de la puce. Notamment les unités de calcul dont nous vous avons parlé. Ces liens sont appelés interconnexions. Elles forment une sorte de labyrinthe très complexe. Ces interconnexions peuvent être en aluminium ou en cuivre. L'aluminium a été choisi dès le départ parce qu'il est plus facile à manier. Mais depuis quelques années, la cuivre peut lui aussi être utilisé. Il présente un gros avantage. Tous les conducteurs de courant opposent une résistance au passage de ce courant. Ceci ralenti la vitesse de circulation du courant électrique et provoque un dégagement de chaleur. Le cuivre oppose une résistance moindre que ne le fait l'aluminium. Des interconnexions en cuivre permettent donc de créer des puces qui chauffent moins et dans lesquelles le courant circule plus vite… Ce qui n'est pas sans intérêt ! Toujours pour réduire le dégagement de chaleur, il est possible de réduire la taille des interconnexions. Plus elles seront minces mieux ce sera. Cette taille est représentée par la fameuse finesse de gravure qui accompagne l'évolution des processeurs. Aujourd'hui, la finesse de gravure utilisée par les CPU est le 0.13µ. Mais d'ici quelques semaines, le 0.09µ fera sa première apparition ! Hardware magazine octobre/novembre 03 Il faut aller vite ! Si vous voulez représenter une suite de 0 et de 1 de type 101010…, il suffit de successivement laisser passer le courant, de le couper, de le laisser passer… Malheureusement, ce n'est pas aussi simple car il faut également pouvoir représenter d'autres suites, comme celle-ci : 1111000. Comment ne pas la confondre avec 10 ou 1000000 ? C'est ici qu'intervient la fréquence (les "MegaHertz") de fonctionnement de la puce. Celle-ci va observer si le courant passe ou pas à intervalles réguliers. La fréquence représente le nombre de ces intervalles (qui sont aussi appelés cycles) contenus dans une seconde. Plus la fréquence est élevée, plus une puce pourra traiter rapidement les données. Il n'est cependant pas possible d'augmenter indéfiniment la fréquence. Plus la fréquence augmente, plus la chaleur émise sera importante. Mais ce n'est pas le seul problème. Le courant électrique a une vitesse. Il ne peut donc parcourir qu'une distance limitée en une période donnée. Si la fréquence est trop importante, le courant n'aura pas le temps de se déplacer, ce qui causera des erreurs. Réduire la distance entre les transistors est donc un point très important. Ceci nous amène à une notion très complexe mais pourtant très importante pour comprendre la différence entre 2 puces identiques sur le papier mais dont l'une serait moins performante que l'autre. 2 fabricants peuvent être tentés de concevoir différemment leur unité de calcul. Il faut un certain temps pour que le calcul soit effectué. Temps qui dépend de la distance parcourue par le courant. Si un fabricant utilise des chemins plus longs, son unité de calcul sera plus lente. Généralement, on arrondira cette durée de calcul au nombre de cycle supérieur. Ainsi, une unité pourra faire une addition en 3 cycles alors qu'il en faudra 4 à une autre. A fréquence égale l'unité de calcul en 3 cycles sera plus performante. Mais peutêtre que l'unité en 4 cycles permettra d'atteindre une fréquence plus élevée ? Bref, rien n'est simple ! Mais vous devriez maintenant avoir un aperçu global du fonctionnement d'une puce. Il devrait vous permettre de mieux comprendre les impératifs auxquels doivent répondre les CPU et les GPU dont nous allons vous décrire le fonctionnement.
LeCPU tâche e CPU est la pièce maîtresse d'un L ordinateur. Toujours mis en avant, c'est lui qui dirige le marché de la micro-informatique. Tout simplement parce que c'est le composant que connaît le mieux la majorité des utilisateurs. Ainsi, par exemple, si presque tout le monde sait qu'il y a un CPU (ou processeur) dans un ordinateur, une grande partie du grand public n'a jamais entendu le mot chipset. Le CPU est en quelque sorte le chouchou du grand public. C'est aussi un composant souvent mis à jour et dont on parle beaucoup. Mais quelle est exactement sa tâche ? Son boulot Il trône fièrement au milieu de votre PC. Mais savez-vous réellement quel est sa et comment il la réalise ? Si un ordinateur devait être comparé à un corps humain, le CPU correspondrait à la partie du cerveau qui réfléchit et calcule. Un CPU doit faire tourner les programmes informatiques. Tout comme une recette de cuisine est composée de divers ingrédients, ces programmes sont composés d'une succession d'instructions. Un processeur n'est rien d'autre qu'une machine à exécuter ces instructions. Son travail est de le faire bien et vite. Bien car il ne doit pas faire d'erreur. Une Hardware magazine octobre/novembre 03 machine à calculer qui ne compterait pas juste poserait de gros problèmes. C'est la même chose pour un CPU étant donné que sa tâche principale est justement de calculer. Qui plus est, un CPU qui fait une erreur peut causer un plantage de l'ordinateur, ce qui n'est pas souhaitable. Vite car nous, les utilisateurs, sommes toujours plus exigeants. Nous voulons que les programmes s'exécutent rapidement afin de disposer d'un confort d'utilisation optimal. Plus un CPU est rapide, plus il permet d'ajouter des éléments de conforts comme <101>



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