Instructeur : Dans
cette leçon, nous allons parler des architectures de CPU.
L'unité centrale de traitement, que l'on appelle
généralement le processeur, est le cerveau de
l'ordinateur et sert à exécuter les différents
codes de programme qui se trouvent dans
le logiciel ou le microprogramme.
Il indique à l'ordinateur la manière exacte d'effectuer son travail, quel
que soit le type de fonction que vous souhaitez réaliser.
Essentiellement, le CPU va effectuer les opérations de base
sur chacune des instructions.
L'unité centrale de traitement va d'abord chercher cette
instruction, prendre l'instruction suivante
dans la séquence de la mémoire du système
ou du cache à l'intérieur du processeur, qui est essentiellement
un type de mémoire à très grande vitesse.
Ensuite, l'unité de contrôle ou le processeur
va pouvoir décoder chacune de ces instructions
et les exécuter ou les transmettre
à une unité secondaire qui va l'aider à réaliser
ce processus.
Par exemple, dans de nombreux processeurs, il existe
des éléments tels qu'une unité à virgule flottante ou une unité
logique arithmétique, qui peuvent être utilisés
pour exécuter différentes instructions en fonction
du type de code et du type d'instruction
en cours d'exécution.
Ensuite, une fois que le processeur
a terminé l'exécution de cette instruction,
il renvoie cette information au registre, au cache ou à la
mémoire, afin qu'elle puisse être stockée et utilisée
ultérieurement par le système
au cours du programme ou qu'elle
puisse être présentée à l'utilisateur pour qu'il
puisse agir en conséquence.
C'est le mode de fonctionnement de base des processeurs
dans la carte mère et à l'intérieur de votre ordinateur.
En ce qui concerne le processeur lui-même,
il possède sa propre architecture.
De la même manière que la carte mère
a un facteur de forme qui définit ce qu'elle peut
faire, l'architecture du processeur va
définir les capacités de ce dernier.
Il existe trois architectures principales
que vous rencontrerez sur
le terrain en tant que technicien.
La première est connue sous le nom de X86.
Aujourd'hui, X86 est aussi parfois appelé IA-32 ou jeu
d'instructions 32 bits de l'architecture Intel.
En effet, X86 a été développé à l'origine par Intel
pour certains des premiers
PC dans les années 1970 et 1980.
Au fil du temps, les ordinateurs sont passés
de 8 bits à 16 bits, puis à 32 bits, et tout au long du processus, Intel
a créé cette compatibilité ascendante et tous
ces systèmes sont devenus
connus sous le nom de la génération de processeurs X86.
En effet, les premiers processeurs
utilisés dans les ordinateurs
par Intel s'appelaient la série 8086.
La série suivante est devenue la série 286,
puis 386, puis 486, puis 586, et c'est à ce moment-là
qu'ils ont commencé
à utiliser des noms de marque, comme
Celeron ou Pentium, et d'autres choses de ce genre.
Quoi qu'il en soit, tous ces
appareils étaient à l'origine des processeurs
X86, et il en a été ainsi jusqu'aux
processeurs 64 bits.
Lorsque nous sommes passés à un processeur
64 bits, nous avons commencé à l'appeler processeur
X64 ou architecture X64.
Chaque fois que vous voyez X64 comme jeu d'instructions,
cela signifie que nous avons étendu le jeu d'instructions
X86 ou 32 bits pour qu'il puisse prendre
en charge les opérations 64 bits.
C'est une chose importante à comprendre,
car les processeurs 32 bits, qui sont des processeurs
X86, ne peuvent prendre en charge qu'une
quantité maximale de mémoire de quatre gigaoctets
de RAM.
Ils ne peuvent physiquement
adresser rien de plus que quatre gigaoctets,
car il n'y a que 32 bits disponibles pour l'adressage.
Et si l'on porte 2 à la 32e puissance, on
obtient environ 4 milliards de bits, soit
environ quatre gigaoctets.
Vous comprenez donc pourquoi il était important
pour nous d'aller au-delà du processeur X86, car quatre
gigaoctets de mémoire vive, ce n'est pas
grand-chose dans les systèmes modernes.
En fait, cela serait considéré
comme un système à très faible mémoire de nos jours.
La plupart des ordinateurs disposent de 8, 16, 32,
voire 64 gigaoctets de mémoire vive comme
mémoire principale.
Et pour pouvoir répondre à tous ces
besoins, il faut passer à un jeu d'instructions
64 bits en utilisant un processeur X64.
Souvent, vous entendrez parler
de ces produits en fonction de leur nom de marque, soit AMD64 ou Intel 64,
en fonction du modèle fabriqué
par le fabricant.
Mais ils sont tous deux considérés comme des architectures basées
sur X64 pour ce processeur particulier.
Une autre chose importante
à retenir en ce qui concerne le 64 bits et le 32 bits
est que les systèmes 32 bits ne peuvent
exécuter que des programmes 32 bits, alors
que les processeurs 64 bits peuvent exécuter des programmes 64 bits
et 32 bits, car ils sont entièrement
rétrocompatibles.
C'est pourquoi la plupart
des systèmes que vous rencontrerez aujourd'hui
seront des processeurs basés sur X64, car ce type de processeur
est largement utilisé sur le marché des PC et largement pris
en charge par Windows et toutes ses variantes.
Le troisième type de processeur que vous pouvez
rencontrer est ce que l'on appelle un processeur ARM.
ARM désigne les machines RISC avancées et RISC
est en fait un acronyme, qui s'écrit
R-I-S-C, c'est-à-dire l'ordinateur
à jeu d'instructions réduit.
Pendant longtemps, l'ARM a été utilisé pour
les appareils de faible puissance,
comme les tablettes, les téléphones portables, etc.
Mais au début des années 2020, Apple a décidé
de lancer une nouvelle série de processeurs pour
ses ordinateurs de bureau et portables
qui utilisent également des puces ARM.
Ces processeurs sont connus sous le nom
de série M1, M1 Pro, M1 Max, et maintenant
les nouveaux processeurs sortent
avec la série M2 et au-delà.
Tous ces éléments sont maintenant
transférés dans le jeu d'instructions
ARM, car l'ARM permet de faire des choses très spéciales
que l'on ne peut pas faire avec un processeur basé sur X86 ou X64.
La plus importante d'entre
elles est l'autonomie de la batterie.
L'ARM produit en fait beaucoup moins
de chaleur pour effectuer les mêmes calculs
qu'un processeur X64 ou X86, ce qui permet d'économiser beaucoup
d'énergie de batterie et de refroidissement.
Il est donc très populaire dans les configurations de systèmes sur puce, comme les
téléviseurs intelligents, les haut-parleurs intelligents et
d'autres appareils, ainsi que dans les nouveaux ordinateurs portables.
Ainsi, lorsque vous utilisez
un appareil qui n'est pas basé sur
Windows, comme un appareil Apple, un Chromebook
ou même un téléphone ou une tablette Android,
ceux-ci ont tendance à utiliser des processeurs
ARM plutôt que X64 ou X86 en raison de leur plus grande autonomie
et de leur plus faible consommation
d'énergie, qui génère moins de chaleur à
l'intérieur de l'appareil.
Si l'on compare un processeur RISC ou ARM à un
processeur X64 ou X86, on a affaire à un jeu d'instructions
réduit plutôt qu'à un jeu d'instructions
complet et complexe.
Vous pensez peut-être que cela vous donne moins de possibilités,
mais ce n'est pas le cas.
Lorsque vous utilisez un système RISC,
celui-ci utilise un plus petit nombre d'instructions pour
effectuer la même tâche, mais il s'appuie
davantage sur le code pour y parvenir.
Cela permet à chaque morceau de code à l'intérieur du RISC
de faire plus de choses avec moins de code, ce qui réduit
la consommation d'énergie et prolonge la
durée de vie de la batterie.
Au fur et à mesure de l'évolution des ordinateurs,
les processeurs RISC et ARM deviendront de plus en plus populaires
dans une grande variété de systèmes, y compris
les ordinateurs de bureau et les ordinateurs
portables.
Et cela commence déjà à se faire sentir
dans l'environnement Windows,
puisque l'on commence à proposer des versions de Windows
11 qui prendront en charge les processeurs ARM.
Une fois que ce système sortira de la phase bêta et entrera en production générale,
nous verrons un plus grand nombre d'ordinateurs de bureau et d'ordinateurs
portables utiliser l'ARM, et pas seulement pour les systèmes Apple.