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Un processeur, c’est quoi exactement ?

22 mai 2018

La partie la plus mystérieuse de tout ordinateur ou de tout smartphone reste son processeur. Le cœur de l’appareil ? Naturellement ! Mais que signifient tous ces chiffres ? Notre expert vous explique clairement ce que vous devez savoir pour effectuer le bon choix.

Le processeur est souvent considéré comme le cœur battant de l’ordinateur, mais c’est vrai pour n’importe quel appareil électronique. Un autre nom ? CPU ou Central Processing Unit. Comme son nom l’indique, le processeur est le noyau de l’ordinateur. C’est la puce grâce à laquelle le code du système d’exploitation et de vos applications est exécuté. Donc, le CPU traite le code – fait des calculs – et contrôle les autres parties de l’ordinateur, comme les composants gérant le réseau ou l’écran.

Toutefois, le processeur ne fait pas tout, tout seul. Les graphiques 3D du dernier jeu Call of Duty sont calculés par la puce de la carte graphique et pas par le CPU. Les effets sonores sont gérés, eux aussi, par une autre puce spécifique. En résumé, l’idée selon laquelle le processeur détermine toutes les performances n’est que partiellement vraie. D’autres composants, tels que la mémoire, la carte graphique et le stockage, jouent également un rôle. C’est comme une Formule Un : si le moteur est fantastique, mais que les pneus et les freins ne suivent pas, les chances de pole position sont plus faibles.

Indispensable et complexe

Plongez dans vos livres d’histoire et voyez à quoi ressemblaient les premiers ordinateurs. Vous découvrirez que ces machines occupaient l’espace de deux maisons familiales. Pourtant, des géants comme le Colossus (qui a été utilisé pour déchiffrer les codes nazis) ou l’ENIAC (utilisé pour la recherche sur les premières armes nucléaires) ne possédaient guère de puissance de traitement ou d’espace de stockage. Votre smartphone est des millions, voire des milliards de fois plus rapide. Mais lorsque les premiers ordinateurs ont été construits dans les années 40 – 50, le siècle passé, les puces n’existaient pas encore. Il fallait utiliser des engrenages mécaniques et des tubes à électrons. Si vous savez qu’un ordinateur se compose de nombreux commutateurs (des transistors) qui interagissent, vous comprendrez pourquoi ces premiers ordinateurs étaient à ce point énormes et lourds. Dans les années 50, construire un ordinateur demandait beaucoup de main-d’œuvre.

Heureusement, la technologie a évolué et tous ces transistors ont pu être miniaturisés pour être installés sur une puce. Ce développement est toujours en cours. Des sociétés comme AMD et Intel cherchent encore des moyens de construire des puces avec des pièces de plus en plus petites. À première vue, un processeur d’il y a vingt ans ne semble pas très différent du modèle actuel. Mais si vous les regardez de plus près, vous découvrirez que le modèle le plus récent est composé de bien plus de pièces plus petites. Un Pentium 4 de 2000 détenait environ 42 millions de transistors. Le processeur de la nouvelle Xbox One X possède 7 milliards de transistors (l’ENIAC, à l’époque, comptait 6.000 transistors).

La vieille puce Pentium voit ses composants espacés de 180 nanomètres, alors que la puce MAD de la console de jeu Microsoft a réduit cet espace à 10 nanomètres. À titre de comparaison, un cheveu humain a une épaisseur moyenne de 60.000 nanomètres. Raison pour laquelle les processeurs sont fabriqués dans des usines de haute technologie, dans des zones stériles avec des employés ayant revêtu ce qui ressemble à une combinaison spatiale. Une poussière ou un fragment de peau serait fatal au processus de production.

Sur quoi il faut insister…

Aujourd’hui, la plupart des CPU contiennent différents processeurs aussi nommés cœurs. Comme les fabricants se heurtaient à des limites dans la vitesse d’accélération des processeurs, ils ont décidé de faire fonctionner plusieurs cœurs les uns à côté des autres. Un processeur ne doit donc plus tourner plus vite (et risquer de chauffer) mais répartir la tâche entre deux, quatre, huit ou plus de cœurs de processeur. Il s’agissait d’une énorme percée technologique. Cela explique aussi la grande différence de performance entre les types de processeurs. Certains modèles, comme certaines puces Intel Core i3 dans des laptops abordables, sont à double cœur. Les puces Intel plus chères contiennent quatre ou six cœurs qui peuvent voir leurs performances doublées notamment grâce à l’Hyper-Treading. À titre d’exemple, le nouvel Intel Core i7-8700K possède douze cœurs qui peuvent compter les uns sur les autres. Il est logique qu’il fonctionne plus vite qu’un processeur avec seulement deux cœurs.

Une autre évolution est la tendance aux puces SOI ou System-On-Chip. Afin d’économiser sur l’espace et les coûts, il a été décidé que la méthodologie pour les puces devait être adaptée à d’autres pièces. Cela peut aller très loin dans certains appareils mobiles. Vous avez des puces qui, en plus d’un processeur à plusieurs cœurs (parfois huit), contiennent également des composants réseau, des puces graphiques, une puce son et même de la mémoire. Récemment, les fabricants y ont aussi ajouté un processeur IA.

Toujours plus vite

Les processeurs sont toujours plus rapides. En effet, les fabricants sont en mesure de placer de plus en plus de transistors sur une puce. Mais la vitesse n’est pas la seule cible. Pour de nombreuses applications maison – jardin – cuisine, les puces modernes sont suffisamment rapides, mais l’utilisateur veut surtout un laptop dont la batterie durera longtemps. Dans d’autres applications, il est particulièrement important que la puce soit fiable et durable. Un ordinateur à bord d’un avion de chasse ne peut jouer les fantômes. Et nous verrons apparaître bientôt des processeurs encore plus adaptés à l’IA.

Cela explique pourquoi il y a tant de processeurs différents. Certains sont particulièrement puissants tout en consommant peu, d’autres recherchent les performances de pointe, mais consomment beaucoup d’énergie… Les premiers équiperont les laptops légers, les seconds, les dispositifs de jeu. Comment savoir quel processeur est bon et pour quoi ? Pour cela, vous devez vous débrouiller avec les numéros AMD et Intel. Ce sont les principaux fabricants de processeurs pour laptops et PC.

Déchiffrer les codes

Un processeur Intel s’identifie avec des codes comme ‘Core i7-8650U’. Ça veut dire quoi ? Pour commencer, il y a le ‘i7’ qui fait référence au type et à la classe de prix. Le 3, le 5 et le 7 sont disponibles et, bientôt, le 9, encore plus rapide. Ensuite, vous avez un nombre : ici ‘8650’. Cela peut aussi être une combinaison de chiffres et de lettres comme ‘7Y75’. Le premier chiffre de cette séquence est la génération. ‘8’ est le chiffre le plus élevé que vous pouvez trouver actuellement sur une puce Intel.

Les trois chiffres ou lettres suivants sont une indication sur le type et, en aucun cas, sur les performances. Plus élevé n’est pas forcément mieux. Un meilleur indicateur est la lettre à la fin. Celle-ci indique le but dans lequel est conçu le processeur. ‘U’ signifie, par exemple, ‘Ultra-low power’, typique d’une puce pour les laptops légers qui ont une forte autonomie. D’autres options sont ‘Y’ (très basse consommation), G (avec puce graphique intégrée) et ‘H’, ‘HK’ et ‘HQ’ pour des graphiques plus rapides. Les amateurs qui aiment ‘bricoler’ leur PC apprécieront les modèles ‘K’, car cette puce permet l’overclocking.

Chez AMD, les noms sont plus clairs. Les nouveaux processeurs se nomment tous Ryzen, suivis d’un chiffre (3, 5 ou 7 et ‘Threadripper’ comme dernière version). Vient ensuite un nombre de quatre chiffres. Plus il est élevé, plus le processeur est rapide. Si le nom se termine par ‘X’, les performances seront meilleures. Il existe aussi des processeurs AMD dont le nom se termine par ‘U’, ‘G’ ou ‘GE’. Ce sont des processeurs avec puce graphique intégrée. Vous trouverez aussi des puces AMD qui commencent par ‘A’ ou ‘FX’. Encore une fois, plus c’est élevé, mieux c’est.

Et les noms de code alors ?

Régulièrement, AMD et Intel proposent de nouvelles générations de puces. Celles-ci peuvent être identifiées par le numéro de modèle, mais possèdent aussi souvent un nom de code dans les spécifications de l’ordinateur. Le passage d’une génération à l’autre n’a pas toujours un impact énorme. Intel, par exemple, utilisait un système dit de tic-tac. La marque libérait ainsi des processeurs avec de grandes améliorations technologiques pour ensuite proposer une génération affinant la précédente, notamment en termes de taille. Cette stratégie du tic-tac est désormais abandonnée.

La plupart des nouveaux ordinateurs sont équipés de la septième génération de puces nommées Kaby Lake. Vous pouvez aussi retrouver des processeurs Skylake de la sixième génération et, peu à peu, vous verrez apparaître des appareils renfermant la toute nouvelle puce Coffee Lake de huitième génération. Skylake était considéré comme une génération ‘tic’ basée sur les puces Broadwell précédentes, avec de nombreuses améliorations, tandis que Kaby Lake et Coffee Lake sont des améliorations de type ‘tac’.  La prochaine grande étape est attendue avec la sortie de Cannon Lake par Intel, ce qui pourrait arriver l’année prochaine.

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