Nous vous expliquons ce qu’est un microprocesseur, l’histoire et les caractéristiques de ce circuit intégré. Aussi, à quoi ça sert et ses fonctions.
Qu’est-ce qu’un microprocesseur ?
Le circuit intégré central d’un système informatique est appelé un microprocesseur ou simplement un processeur , où les opérations logiques et arithmétiques (calculs) sont effectuées pour permettre l’exécution des programmes, du système d’exploitation au logiciel d’application .
Un microprocesseur peut fonctionner avec une ou plusieurs CPU (Central Processing Units), constituées chacune de registres, d’une unité de contrôle, d’une unité arithmétique-logique et d’une unité de calcul à virgule flottante (ou coprocesseur mathématique).
De même, il a généralement été connecté au moyen d’une prise à la carte mère ou à la carte mère, ainsi qu’un système de dissipateur thermique composé de certains matériaux de dissipation thermique et d’un ventilateur de refroidissement (ventilateur interne).
Alors qu’un même microprocesseur peut avoir un ou plusieurs cœurs physiques ou logiques, dans lesquels s’effectue tout le travail de calcul, un même système informatique peut avoir plusieurs processeurs travaillant en parallèle.
Les performances de ces processeurs ne sont pas faciles à mesurer , mais la fréquence d’horloge (mesurée en hertz) est souvent utilisée pour faire la distinction entre la puissance de l’un et celle de l’autre.
Voir aussi : Carte mère
Histoire du microprocesseur
Les microprocesseurs sont nés de l’évolution technologique de deux branches spécifiques : l’informatique et les semi-conducteurs. Tous deux ont connu leurs débuts au milieu du XXe siècle, dans le contexte de la Seconde Guerre mondiale , avec l’invention du transistor , par lequel les tubes à vide ont été remplacés.
Dès lors, le silicium est utilisé pour générer des circuits électroniques simples, donnant lieu plus tard (début des années 1960) à la création des premiers circuits numériques : Transistor-Resistor Logic (RTL), Diode Transistor Logic (DTL), Transistor-Transistor logique (TTL) et logique complémentée par l’émetteur (ECL).
La prochaine étape vers les microprocesseurs serait l’invention des circuits intégrés (SSI et MSI), permettant ainsi le début de l’agrégation et de la miniaturisation des composants. Les premiers calculateurs à utiliser cette technologie nécessitaient cependant entre 75 et 100 circuits intégrés, ce qui était peu pratique. Et donc la prochaine étape dans la réduction de l’architecture informatique a été le développement des premiers microprocesseurs.
Le premier processeur était le Intel 4004 fabriqué en 1971 . Il contenait 2 300 transistors et avec sa capacité de seulement 4 bits , il pouvait effectuer 60 000 opérations logiques par seconde, à une fréquence d’horloge de 700 Hz. Dès lors, la course technologique investit dans le développement de micropuces meilleures et plus puissantes : 8- bit , 16 bits, 32 bits et 64 bits, atteignant actuellement des fréquences supérieures à 3 GHz.
Caractéristiques du microprocesseur
Les microprocesseurs ressemblent à un petit ordinateur numérique miniature , il a donc sa propre architecture et effectue des opérations sous un programme de contrôle. Cette architecture est composée de :
- Encapsulé. Une coque en céramique qui enrobe le silicium et le protège des intempéries (comme l’oxygène de l’ air ).
- Cache . Type de mémoire ultra-rapide à la disposition du processeur, de sorte qu’il n’utilise la RAM que lorsque cela est nécessaire, puisque les données utilisées sont stockées dans les différents niveaux de mémoire cache pour une récupération immédiate.
- coprocesseur mathématique. Appelée unité à virgule flottante, c’est la partie du processeur qui gère les opérations logiques et formelles.
- Dossiers. Une brève mémoire de travail dans le processeur, conçue pour garder une trace de son propre fonctionnement et de ses conditions.
- Ports. Les conduits qui permettent au processeur de communiquer des informations avec le reste des composants du système.
A quoi sert un microprocesseur ?
Les microprocesseurs sont le « cerveau » de l’ordinateur : son centre logique d’opérations arithmétiques et logiques, où seront exécutés tous les programmes du système , tant ceux du système d’exploitation que les applications exécutées par l’ utilisateur . Il y a aussi les logiques binaires du système et les accès mémoire. C’est-à-dire : le processeur est le moteur informatif de l’ordinateur.
fonction microprocesseur
Un microprocesseur fonctionne à partir d’une suite d’instructions élémentaires préprogrammées et stockées sous forme de code binaire. Ces consignes seront organisées en mémoire principale, et sont données selon plusieurs phases, qui sont :
- Prélecture . Ou pré-lisez l’instruction à partir de la mémoire principale du système.
- aller chercher . Envoi de l’instruction spécifique au décodeur.
- Décodage. Traduction de l’instruction en une suite d’opérations à effectuer, et lecture des opérandes nécessaires pour ce faire.
- Exécution. Exécution de l’instruction par les composants du système.
- En écrivant. Enregistrement des résultats dans la mémoire principale ou dans les registres.
Ces phases s’effectuent en plusieurs cycles CPU, et leur durée dépend de la fréquence de fonctionnement du microprocesseur.
