Architecture et fonctionnement d`une carte mère pour PC

Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
Session 2004
Vendredi 3 décembre
Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
• Architecture de base
• Fonctionnement
• Futur
• L’avenir
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
2
Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
• Architecture de base
– Machine Von Neumann
• Fonctionnement
• Futur
• L’avenir
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
3
Architecture de base
• Machine de Von Neumann
MEMOIRE
UNITE DE
COMMANDE
Petitgand Gérald
UNITE
ARITHMETIQUE
ET
LOGIQUE
(UAL)
ACCUMULATEUR
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
ENTREES
SORTIES
4
Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
• Architecture de base
• Fonctionnement
– L’unité centrale
• Composition
• Fonctionnement
– La carte mère et ses composants :
•
•
•
•
•
•
Bus AGP / PCI,
Processeur,
Chipset,
Mémoire vive,
Interfaces,
Entrées / sorties.
• Futur
• L’avenir
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
5
Composition de l’unité centrale (UC)
• UC est constituée de :
– Mémoire centrale,
– CPU.
• CPU est composé de :
– Unité de commande,
– UAL.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
6
Fonctionnement de l’unité centrale (UC)
➃
➇ ➀
➄
➁
➆
➂
➅
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
7
Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
• Architecture de base
• Fonctionnement
– L’unité centrale
• Composition
• Fonctionnement
– La carte mère et ses composants :
•
•
•
•
•
•
Bus AGP / PCI,
Processeur,
Chipset,
Mémoire vive,
Interfaces,
Entrées / sorties.
• Futur
• L’avenir
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
8
La carte mère et ses composants
• Bus AGP / PCI,
• Processeur,
• Chipset.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
9
Les bus
• Bus ISA (≤ 16 Mo/s)
(Industry Standard Architecture)
• Bus PCI (≤ 133Mo/s)
(Peripheral Component Interconnect)
• Bus AGP (≤ 2 Go/s)
(Accelerated Graphic Port)
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
10
Le processeur
• Deux grands constructeurs ("fondeurs") :
– Technologie 64 bit,
– Gravée en 90nm.
• AMD
– Athlon 64 512 Ko de cache L2,
– Duron
256 Ko de cache L2.
• Intel
– Pentium 4 512 Ko de cache L2,
– Céléron
256 Ko de cache L2.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
11
Le chipset
• Le « northbridge » :
Partie nord du chipset
communique avec
– Mémoire,
– Processeur,
– Carte graphique AGP.
• Le « southbridge » :
Partie sud du chipset
communique avec
–
–
–
S-ATA,
PCI,
Autres périphériques.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
12
La carte mère et ses composants
• Mémoire vive,
• Interfaces,
• Entrées / sorties.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
13
La mémoire vive
• Les caractéristiques de la RAM (Random Access Memory)
– Les fréquences
•
•
•
•
–
–
–
133 MHz : DDR266/PC2100
166 MHz : DDR333/PC2700
200 MHz : DDR400/PC3200
275 MHz : DDR550/PC4400
La capacité 128 Mo à 2 Go
Le coût 25 € à 750 €
Temps d’accès 5 à 10 nano-secondes
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
14
Les interfaces
• IDE (150Mo/s)
Integrated Device Electronics
– Dédiée aux PC "grand publique"
• SCSI (320Mo/s)
Small Computer System Interface
– Dédiée aux serveurs
• PCMCIA (125Mo/s)
Personnal Computer Memory Card International Association
– Dédiée aux portables
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
15
Les entrées / sorties
• Entrées
– Claviers, souris, lecteurs CD, DVD, scanners
• Sorties
– Écrans, haut-parleurs, imprimantes
• Entrées et sorties
– Disques Durs, graveurs, clés USB
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
16
Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
• Architecture de base
• Fonctionnement
• Futur
– L’intégration technologique
– Les nouvelles technologies
– Les tendances
• L’avenir
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
17
L’intégration technologique
• Intégration de nombreuses fonctionnalités
• Clavier, souris,
• Série, port imprimante,
• Firewire, USB2,
• Réseau, carte son,
• Sorties S/PDIF, i-link.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
18
Les nouvelles technologies
•
Dual-channel DDR & DDR2
•
Architecture PCI Express
•
Serial ATA (150 Mo/s)
•
Chipset gérant ces nouvelles technologies
double le bande passante (6.4 GB/s & 8.6GB/s)
le successeur de l’AGP
le successeur du P-ATA (133 Mo/s)
–
–
–
Dual-channel DDR,
PCI express,
S-ATA.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
19
Les tendances
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
20
Architecture et fonctionnement
d’une carte mère pour PC
• Architecture de base
• Fonctionnement
• Futur
• L’avenir
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
21
L’avenir
• Ordinateur de salon (Mini PC)
– Boîtier existe sous deux formats,
– Windows Media Center,
– Ordinateur télécommandé.
• BlackBerry
– Combinaison de plusieurs technologies :
• GSM 3ème génération : UMTS,
• Terminal mi-PDA, mi-téléphone.
Petitgand Gérald
Oral probatoire
Ingénierie des Systèmes d'Information
22