Carte mère
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La carte mère (motherboard en anglais) est un circuit imprimé servant à interconnecter toutes les composantes d'un micro-ordinateur. Comme elle permet aux différentes parties d’un micro-ordinateur de communiquer entre elles, la carte mère est, d’une certaine façon, le système nerveux du micro-ordinateur.
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[modifier] Les éléments de la carte mère
Une carte mère typique supporte les éléments suivants :
- Un ou plusieurs connecteurs d’alimentation électrique : Par ces connecteurs une alimentation électrique fournit à la carte mère les diverses tensions électriques nécessaires à son fonctionnement;
- Le support du micro-processeur (souvent appelé socket) : il s’agit d’un réceptacle qui reçoit le micro-processeur et le relie au reste du micro-ordinateur ;
- Les connecteurs de la mémoire vive (memory slot en anglais) au nombre de 2, 3 ou 4 sur les cartes mères communes;
- Le chipset : Un ou plusieurs circuit électronique, qui gère les transferts de données entre les différentes composantes de l’ordinateur (micro-processeur, mémoire vive, disque dur, etc…) ;
- Une horloge : elle cadence la vitesse d’exécution des instructions du microprocesseur et des périphériques internes;
- La CMOS : Une petite mémoire conservant certaines informations importantes (comme la configuration de l’ordinateur, la date et l’heure) même lorsque l’ordinateur n’est pas alimenté en électricité ;
- La pile ou batterie d'accumulateurs de la CMOS : Elle fournit l’électricité nécessaire au fonctionnement du circuit ;
- Le BIOS : Un programme enregistré dans une mémoire morte (ROM). Ce programme, spécifique à la carte, gère l’interface de bas niveau entre le micro-processeur et certains périphériques. Il cherche, puis fait exécuter les instructions du master boot record enregistrées dans une mémoire de masse (disque), lors du démarrage du micro-ordinateur;
- Le bus système (aussi appelé bus interne ou Front Side Bus (FSB) en anglais) : Il relie le micro-processeur au chipset ;
- Le bus mémoire relie le chipset à la mémoire vive ;
- Le bus d’extension (aussi appelé bus d’entrées/sorties) : Il relie le micro-processeur aux connecteurs d’entrée/sortie et aux connecteurs d’extension;
- Les connecteurs d’entrée/sortie qui respectent le plus souvent la norme PC 99 : ces connecteurs incluent
- Les ports séries pour la connexion de vieux périphériques,
- Les ports parallèles pour la connexion, entre autres, de vieilles imprimantes,
- Les ports USB (Universal Serial Bus) pour la connexion de périphériques récents,
- Les connecteurs RJ45 pour la connexion à un réseau informatique,
- Les connecteurs VGA pour la connexion d’un moniteur d'ordinateur,
- Les connecteurs IDE ou Serial ATA I ou II pour la connexion de périphériques de stockage comme les disques durs et disques optique;
- Les connecteurs audios pour la connexion d’appareils audios comme des haut-parleurs ou un microphone ;
- Les connecteurs d'extension : ce sont des réceptacles pouvant accueillir des cartes d’extension (ces cartes sont utilisées pour ajouter des fonctionnalités ou augmenter la performance d’un micro-ordinateur, par exemple une carte graphique peut être ajoutée à un ordinateur pour améliorer la qualité de l’affichage sur le moniteur). Ces ports sont appelés ports PCI (Peripheral Component Interconnect) et sur des cartes mères plus récentes PCI Express 1X ou 16X.
Avec l’évolution des ordinateurs, de plus en plus de fonctionnalités ont été intégrées à la carte mère, comme des circuits électroniques permettant la gestion de la vidéo (IGP pour Integrated Graphic Processor), du son, des réseaux (10/100 Mbps voire 1Gbps pour des cartes mères récentes) ou de disques durs évolués, permettant ainsi d'éviter l'adjonction de cartes d'extension fastidieuses à paramétrer.
À noter qu'il existe des cartes mères biprocesseurs disposant de deux supports de micro-processeur (sockets), ce qui permet de leur enficher deux micro-processeurs physiquement distincts (par opposition aux processeurs double cœur).
[modifier] Carte biprocesseur
C'est un type de carte mère capable d'accueillir deux processeurs.
Lorsque deux processeurs sont présents sur une carte, il y a deux manières de les gérer:
- La manière asymétrique, où chaque processeur se voit attribuer une tâche différente. Cette méthode n'accélère pas les traitements, mais permet de confier une tâche à un processeur pendant que l'autre est occupé à une tâche différente.
- La manière symétrique, dite SMP (Symmetric MultiProcessing) où chaque tâche est répartie symétriquement entre les deux processeurs.
Le système d'exploitation Linux fut le premier à gérer les architectures bi-processeur sur x86. Toutefois, la gestion de plusieurs processeurs existait bien avant sur d'autres plate-formes et d'autres systèmes d'exploitation.
Le système Linux 2.6.x gère parfaitement les multiprocesseurs symétriques, ainsi que les architectures à mémoire non-uniformément répartie (NUMA).
A noter que certains fabricants de cartes mères peu connus se sont d'ores et déjà lancés dans la fabrication de cartes mères pouvant accueillir quatre processeurs (en l'occurrence sur socket 939 pour AMD Opteron). On peut se poser quelques questions cependant sur l'efficacité tant que sur la stabilité d'une telle architecture, ainsi que sur son mode de fonctionnement.
[modifier] Les fabricants
Plusieurs constructeurs se partagent le marché des cartes mères tel que Abit, Albatron, Aopen, Asrock, ASUS, ATI, Biostar, Chaintech, DFI, Elite, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, NVIDIA, QDI, Sapphire, Soltek, Super Micro, Tyan, Via, XFX.
Certains conçoivent et fabriquent une ou plusieurs composantes de la carte mère tandis que d'autres assemblent les éléments que des partenaires ont conçu et fabriqué.
[modifier] Les types de cartes mères
La plupart des cartes mères pour PC vendus après 2001, peuvent être classées en 2 groupes :
- Les cartes mères destinées aux processeurs AMD :
- Socket A : Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron,
- Socket 754 : Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion,
- Socket 939 : Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron,
- Socket 940 : Opteron et Athlon 64 FX
- Socket AM2 : Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron,Cammas ;
- Socket F : Opteron
- Socket AM2+
- Socket AM3
- Les cartes mères destinées aux processeurs Intel :
- Socket 478 : Pentium 4, Celeron,
- Socket 775 : Pentium 4, Celeron, Pentium D (dual-core), Core 2 Duo, Core 2 Quad.
- Socket 604 : Xeon DP
- Socket 771 : Xeon
[modifier] Les formats de cartes mères
Au fil des années, plusieurs normes s'imposèrent, proposant leurs dérivés :
- 1995 ATX : 305 x 244 mm (Intel)
- MicroATX : 244 x 244 mm
- FlexATX : 229 x 191 mm
- MiniATX : 284 x 208 mm