FC-Carte mère - Sen-Bretagne

Bac Professionnel
Systèmes Electroniques Numériques
Carte mère
Fiche de cours
La carte mère (mainboard ou motherboard) est l'élément essentiel d'un micro-ordinateur.
Elle permet d'interconnecter tous les éléments constitutifs de l'ordinateur.
Vue d'une carte mère nue:
Une carte mère peut être caractérisée par :
1. Le support de processeur ou Socket:
Il défini le type de processeur qui pourra être installé sur la carte mère.
Il existe différent sockets :
Socket 939 et 754 : Destiné aux processeurs AMD : ATHLON 64 et SEMPRON.
Socket 478 et 775 : Destiné aux processeurs Intel : Pentium IV et Céleron D
Etant donné le nombre de connexions d'un processeur, il est nécessaire que les sockets
soient de type ZIF (Zero Insertion Force).
Une carte mère peut posséder plusieurs sockets : carte multi-processeurs.
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2. Les composants intégrés :
Une carte mère possède plusieurs composants intégrés nécessaire à son bon
fonctionnement:
2.1 Chipset :
Le chipset est un assemblage électronique qui permet la gestion des différents
éléments présents sur la carte ou connecté à celle-ci. Aujourd'hui le chipset se compose
de deux boîtiers distincts :
- le North bridge :
Il gère les accès rapides : bus entre le processeur, gestionnaire de cache, la
mémoire vive et le gestionnaire du bus AGP.
- le South bridge :
Il gère les accès lents : bus périphériques tels que USB, disques durs, bus PCI,
carte audio, carte réseau,…
2.2 L'horloge système :
L'horloge système est issue d'un élément fournissant des impulsions électriques à une
fréquence donnée très précise.
Elle est utilisée pour cadencer le fonctionnement du processeur, des bus et des
périphériques.
Par ailleurs, elle est utilisée pour maintenir en permanence une horloge temps réel
capable de fournir l'heure à tout instant et la maintenir même hors tension.
2.3 Le BIOS (Basic Input Output System) :
Le BIOS est constitué d'une petite mémoire morte (aujourd'hui Flash) qui possède un
petit programme d'initialisation et de paramétrage. Ce programme est exécuté lors de
la mise sous tension de la machine.
Ce programme commence par tester l'intégrité du système.
Ensuite, il propose la possibilité de modifier le paramétrage de la configuration
matérielle: mise à l'heure, présence de disque, séquence pour le démarrage,…
Enfin, il démarre la machine. Pour cela, suivant le paramétrage défini, il recherche sur
les éléments de boot le point de démarrage du système d'exploitation à lancer.
2.4 La mémoire CMos :
Cette petite mémoire est utilisée pour sauvegarder les informations du BIOS lorsque la
machine est hors tension.
2.5 Composants intégrés:
Sur certaines machines, des fonctions complémentaires ont été intégrées directement
sur la carte mère. Par exemple : interface vidéo intégré, interface réseau intégré,…
Ces fonctions permettent de se passer de cartes d'extension. Dans tous les cas, la
fonction peut être désactivée dans le BIOS afin de permettre l'installation d'une carte
d'extension sans risque de perturbation.
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3. Les connecteurs mémoires :
Pour fonctionner, un processeur doit posséder un espace de mémoire vive (RAM)
minimum. La mémoire se présente sous forme de barrettes de différentes capacités.
Pour les installer sur la carte, on utilise des connecteurs spécifiques. Ils sont différents
suivant la barrettes utilisées.
4. Les connecteurs d'extension :
Une carte mère possède plusieurs connecteurs permettant d'y connecter des cartes
d'extension :
- Connecteur ISA (Industry Standard Architecture) : permettant de connecter des
cartes ISA, les plus lentes fonctionnant en 16-bit (aujourd'hui obsolète)
- Connecteur PCI (Peripheral Component InterConnect) : permettant de connecter des
cartes PCI, beaucoup plus rapides que les cartes ISA et fonctionnant en 32-bit
- Connecteur AGP (Accelerated Graphics Port): un connecteur rapide pour carte
graphique.
- Connecteur PCI Express (Peripheral Component InterConnect Express) :
architecture de bus plus rapide que les bus AGP et PCI.
- Connecteur ATA (Advanced Technology Attachment) : plus connu sous le nom IDE,
ce connecteur est utilisé pour les disques durs et lecteurs/graveurs CD/DVD.
- Connecteur SATA ( Serial Advanced Technology Attachment) : évolution du
précèdent, il est beaucoup plus rapide.
- Connecteur SCSI (Small Computer System Interface) : ce connecteur est lié à une
fonctionnalité particulière des périphériques, en délocalisant une partie du
traitement de transfert. On le rencontre dans des machines plutôt complexes
comme les serveurs.
- Connecteur PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) :
ou PC-Card est surtout utilisé sur les portables de par son faible encombrement.
5. Les connecteurs d'entrées/sorties :
Une carte mère possède plusieurs connecteurs permettant d'y connecter des
périphériques :
La plupart des cartes mères proposent les connecteurs suivants :
- Port série, permettant de connecter de vieux périphériques ;
- Port parallèle, permettant notamment de connecter de vieilles imprimantes ;
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Ports USB (Universal Serial Bus) version 1.1, bas débit, ou 2.0, haut débit : permet
de connecter des périphériques plus récents ;
Connecteur RJ45 (appelés LAN ou port ethernet) permettant de connecter
l'ordinateur à un réseau. Il correspond à une carte réseau intégrée à la carte mère ;
Connecteur VGA (Video Graphics Array aussi appelé SUB-D15), permettant de
connecter un écran. Ce connecteur correspond à la carte graphique intégrée ;
Prises audio (entrée Line-In, sortie Line-Out et microphone), permettant de
connecter des enceintes acoustiques ou une chaîne hi fi, ainsi qu'un microphone. Ce
connecteur correspond à la carte son intégrée.
Bus FireWire ou IEEE 1394 : bus série concurrent de l'USB permet de développer
un échange de données stables à grande vitesse avec des périphériques tels que
disques durs ou camescopes.
6. Les connecteurs d'alimentation :
L'alimentation de la carte mère est réalisée par une alimentation indépendante, qui
fourni toutes les tensions dont la carte a besoin. L'alimentation se connecte par un
connecteur 20 contacts. De plus, un autre connecteur permet de fournir une
alimentation complémentaire directement au processeur.
D'autres connecteurs fournissent l'énergie aux différents ventilateurs de la machine.
7. Le facteur d'encombrement :
En fait, la carte mère s'installe dans un boîtier dont le format a été normalisé. Il existe
donc différents formats de boîtiers dans lesquels on peut installer un ou plusieurs
formats de cartes mères. Le format est appelé facteur d'encombrement :
- AT baby / AT full format : c'est un format utilisé sur les premiers ordinateurs PC
du type 386 ou 486. Ce format a été remplacé par le format ATX possédant une
forme plus propice à la circulation de l'air et rendant l'accès aux composants plus
pratique ;
- ATX : Le format ATX est une évolution du format Baby-AT. Il s'agit d'un format
étudié pour améliorer l'ergonomie. Ainsi la disposition des connecteurs sur une carte
mère ATX est prévue de manière à optimiser le branchement des périphériques (les
connecteurs IDE sont par exemple situés du côté des disques). D'autre part, les
composants de la carte mère sont orientés parallèlement, de manière à permettre
une meilleure évacuation de la chaleur. Le standard ATX se décline en 4 formats.
- BTX : Le format BTX (Balanced Technology eXtended), porté par la société Intel,
est un format prévu pour apporter quelques améliorations de l'agencement des
composants afin d'optimiser la circulation de l'air et de permettre une optimisation
acoustique et thermique. Les différents connecteurs (connecteurs de mémoire,
connecteurs d'extension) sont ainsi alignés parallèlement, dans le sens de circulation
de l'air. Par ailleurs le microprocesseur est situé à l'avant du boîtier au niveau des
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entrées d'aération, où l'air est le plus frais. Le connecteur d'alimentation BTX est le
même que celui des alimentations ATX. Le standard BTX définit trois formats .
ITX : Le format ITX (Information Technology eXtended), porté par la société Via,
est un format extrêmement compact prévu pour des configurations exiguës telles
que les mini-PC. Il existe deux principaux formats ITX :
Ainsi, du choix d'une carte mère (et de son facteur de forme) dépend le choix du
boîtier. Le tableau ci-dessous récapitule les caractéristiques des différents facteurs de
forme :
Facteur d'encombrement Dimensions
Emplacements
ATX
305 mm x 244 mm
AGP / 6 PCI
microATX
244 mm x 244 mm
AGP / 3 PCI
FlexATX
229 mm x 191 mm
AGP / 2 PCI
Mini ATX
284 mm x 208 mm
AGP / 4 PCI
BTX
325 mm x 267 mm
7
microBTX
264 mm x 267 mm
4
picoBTX
203 mm x 267 mm
1
Mini ITX
170 mm x 170 mm
1 PCI
Nano ITX
120 mm x 120 mm
1 Mini PCI
Complément pour les cartes mères de serveurs :
Lorsqu'il devient nécessaire d'utiliser un serveur dans une installation informatique, les
ressources en puissance de la carte mère n'ont aucune commune mesure avec les cartes
d'un PC. En effet, les accès sur les périphériques sont trop lents pour satisfaire aux
contraintes de vitesse et de traitement demandées par les utilisateurs connectés.
Il existe donc des cartes mères spécifiques pour les serveurs.
Ces cartes incluent:
- des bus processeurs en 32/64/128 bits beaucoup plus rapide : qui nécessitent des
processeurs autres comme le Xeon (32 bits) ou l'Itanium (64 bits) d'Intel, les
Opteron (32 bits) ou Athlon 64 d'AMD.
- des systèmes multiprocesseurs :
soit en intégré : un seul socket avec un processeur Dual Core ou Quad Core
soit en indépendant avec plusieurs sockets (jusqu'à 16) supportant chacun un
processeur (Single, Dual ou Quad Core)
- des chipsets (en particulier le south bridge) différents capables de gérer les cartes
d'extension à bus rapide comme le PCI-X ou SCSI
- des cartes et périphériques redondants et déconnectables à chaud (hot plug)
- des systèmes utilisant les technologies RAID
- des processus intégrés de détection/correction d'erreurs, d'autotests et d'alarme…
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Tyan Thunder K8QSD Pro - S4882UG2NR-D (AMD 813) - SSI MEB
La carte mère Tyan Thunder K8QSD Pro S4882UG2NR-D a été développée pour proposer une solution
sans compromis pour les serveurs et stations de travail. Supportant 4 processeurs AMD Opteron Dual
Core, ce modèle est capable d'accueillir jusqu'à 64 Go de mémoire DDR ECC Registered et dispose
d'interface de haute performance pour garantir la réalisation de machines homogène et sans défaut.
Principales caractéristiques :
• Support de 4 processeurs AMD Opteron Dual Core Série 800
• Support de 64 Go de mémoire DDR ECC Registered cadencée à 400/333/266/200 MHz
• Contrôleur graphique intégré ATI RAGE XL avec 8 Mo de mémoire
• Interface SATA autorisant des taux de transfert de 150 Mo/s avec les disques durs compatibles
• Support des modes Serial ATA RAID 0, 1 et 0+1 pour d'excellentes performances et une sécurité
accrue de vos données
• Contrôleur intégré Ultra320 SCSI 2 canaux
• Dual Gigabit : deux contrôleurs réseau intégrés pour une connexion ultrarapide
• Connecteur d'alimentation : EPS 12 V
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