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LES CARTES MÈRES ET LES CHIPSETS. I. INTRODUCTION La carte mère est le circuit imprimé principal de lordinateur. Elle supporte les principaux composants.

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1 LES CARTES MÈRES ET LES CHIPSETS

2 I. INTRODUCTION La carte mère est le circuit imprimé principal de lordinateur. Elle supporte les principaux composants de lordinateur : Le microprocesseur La mémoire Les contrôleurs de périphériques Le chipset

3 Voici une carte mère :

4 II. LES COMPOSANTS A. Lhorloge système Lhorloge système permet la synchronisation des échanges entres les composants Elle émet des tops électroniques régulièrement, délivrés par un système électronique dont lélément principal est un quartz. Ainsi, les composants du pc, verront leur fréquence de fonctionnement réglée, par lintermédiaire dun coefficient multiplicateur appliquée sur lhorloge système.

5 Ainsi, un microprocesseur fonctionnant à 3GHz avec un bus système à 800 MHz, aura un coefficient multiplicateur de 3000/800=3.75.

6 B. Le microprocesseur Le microprocesseur nest pas soudé à la carte mère, ce qui permet le changement du processeur. La connexion entre carte mère et processeur, seffectue par lintermédiaire de supports suivant le conditionnement du Processeur : Circuits intégrés : leur support est appelé sockets Circuits imprimés : leur support est appelé slots, qui ne sont quasiment plus utilisés de nos jours. Lors dun achat, bien faire attention à ce que le microprocesseur soit compatible avec le socket de la carte mère.

7 Voici un socket :

8 C. La mémoire centrale La mémoire centrale est aussi appelée mémoire système. Elle est composée de mémoire vive et de mémoire morte. La mémoire morte normalement non réinscriptible, est remplacée Par de la mémoire flash, non volatile et réinscriptible. Elle contient Le BIOS de lordinateur. La mémoire vive, se compose de deux parties : La mémoire de travail qui contient les programmes exécutés. La mémoire cache qui sert à accélérer les accès à la mémoire vive La mémoire vive est conditionnée sous forme de barrettes mémoires. Elle est donc extensible. Ce sont en fait des circuits imprimés que lon peut enficher dans des supports spécifiques, appelés Slots.

9 Voici des slots pour mémoire vive : Voici une barrette de mémoire vive :

10 D. Les contrôleurs de périphériques Le contrôleur de périphérique traduit les données venant de lordinateur, en signaux compréhensibles par le périphérique concerné. Le contrôleur peut être un circuit intégré à la carte mère ou un circuit imprimé ajouté sur un support (carte dextension insérée dans un slot) Si le contrôleur est un circuit intégré situé sur la carte mère, le périphérique sera relié : Soit par un câble en nappe grâce à un connecteur situé lui aussi sur la carte mère Soit par un connecteur situé au bord de la carte mère (connecteur externe).

11 Si le contrôleur est un circuit imprimé, on parle de carte dextension enfichée dans un slot. De nos jours, ces slots sont à la norme du bus PCI. On appelle donc ces slots, ports PCI. Ne pas confondre les ports PCI avec le port AGP, qui lui sert à brancher une carte graphique, souvent de couleur marron.

12 III. LES DIFFÉRENTS BUS A. Principe du bus Un bus électronique est un ensemble de fils électriques qui relie des composants électroniques Un bus est composé de trois sous-ensembles : le bus dadresses, le bus de données, et le bus de commandes. B. Bus système ou FSB (Front Side Bus) Cest le bus le plus rapide de la carte mère. Ce bus permet les échanges entre le microprocesseur et le chipset. Les échanges avec la mémoire, se font grâce au chipset.

13 Actuellement la fréquence du FSB peut atteindre 800 MHz. C. Les bus internes dentrées/sorties Ce sont les bus qui permettent de gérer les échanges entre le microprocesseur et les contrôleurs dentrées/sorties situées sur les cartes dextension. Les bus internes dentrées sorties, sont : AGP : Destiné à laffichage. Relié, en général, à un seul slot (souvent de couleur marron), où sera insérée la carte graphique :

14 PCI : Bus dentrées/sorties principal des pc actuels. On y branche les cartes dextension. Voici un port PCI : PCI Express : vient progressivement remplacer le bus PCI, car il est plus rapide. Une des caractéristiques intéressantes du bus PCI Express, est de brancher ou débrancher des composants à chaud. Les connecteurs de bus PCI Express, possèdent des tailles variables. On peut observer alors des connecteurs PCI Express ×4 : Ou des connecteurs PCI Express ×8 :

15 Le bus ISA : Cest lancien bus dentrées/sorties des pc. Le bus ISA, est destiné à des périphériques assez lents. On ne le rencontre quasiment plus. Il permet cependant, de conserver danciennes cartes dextension, lorsque lon change dordinateur :

16 D. Les connecteurs externes : Prise mini jack présente sur la carte son. Il y en a souvent 3 : Entrée audio, sortie audio, entrée micro. Hauts-parleurs, camescope, chaine Hi_Fi… Prise DINClavier (Sur les vieux ordinateurs) Prise PS/2Clavier et souris RJ-45Câble réseau Le RJ-11 ressemble au RJ-45, en plus petit. Prise modem.

17 DB-25 : Port parallèleImprimantes, scanners. USB-AClavier, souris, modem, scanner, graveurs,mémoire flash, disques durs. VGAEcran DVI-DEcran FireWire ou IEEE 1394 ou iLinkCaméscopes numériques, disques durs, magnétoscopes. Sub DB/9. Port sérieSouris, clavier, modem, joystick

18 E. Les connecteurs internes Ce sont essentiellement des connecteurs pour câbles (fils ou en nappe) et des slots : connecteurs en plastiques destinés à recevoir des cartes dextension. 1. Connecteurs pour câbles Les connecteurs E-IDE (ou ATA : Advanced Technology Attachment) permettront de connecter des disques durs. La norme ATAPI a ensuite fait son apparition pour pouvoir brancher des lecteurs, graveurs CDROM, DVDROM. Voici un connecteur de type IDE : Voici un câble en nappe :

19 Le bus Serial ATA apparu après lATA : Basé sur une communication en série. Le câble utilisé pour le SATA, est un câble rond composé de sept fils. Malgré le transfert en série, le SATA est plus rapide que le standard ATA (ou PATA pour Parallel ATA). On sen sert surtout pour les disques durs.

20 2. Connecteurs pour circuits imprimés On trouve des slots pour la mémoire et ceux destinés aux circuits dentrées/sorties. Les cartes dextensions pour la mémoire sont appelés barrettes mémoire. Il existe 2 formats actuellement : DIMM (le + utilisé) et SIMM (+ ancien) qui ont chacun leur slot spécifique. Les connecteurs pour cartes dextensions (pour les entrée/sorties) peuvent avoir plusieurs formats dont on a déjà parlé : PCI, PCI- Express, AGP, ISA.

21 IV. LE CHIPSET Chipset signifie « Ensemble de puces ». Cest un ensemble de 1 à plusieurs circuits intégrés. Il est chargé dassurer les échanges entre microprocesseur, mémoire et bus dentrées/sorties. Cest le centre de contrôle de lordinateur. Depuis lapparition des pentium II et surtout du chipset BX, Intel a séparé le jeu de composants en deux circuits intégrés appelés pont nord et pont sud. Le pont nord est chargé du bus système et des composants rapides. Il contient un contrôleur de bus AGP, un contrôleur de bus PCI et il gère les échanges entre la mémoire, le contrôleur de bus AGP et le microprocesseur.

22 Le pont sud est chargé du contrôleur E-IDE. Il comporte aussi un « pont » PCI-ISA. Ce pont est, en fait un contrôleur de bus ISA. Les contrôleurs internes de lecteur de disquette, de clavier, port parallèle et souris sont branchés sur ce pont, soit directement dans le circuit intégré, soit sur la carte mère où ils sont intégrés dans un circuit appelé « Super IO ». Les slots ISA y sont,aussi, reliés.

23 Schéma dun chipset :

24 V. FORMATS CARTES MERES A. Format AT Cest le format le plus ancien, aussi appelé Baby AT. Une carte au format AT utilisera une alimentation électrique à ce format (avec 2 connecteurs dalimentation sur la carte). Les connecteurs externes sont reliés à la carte grâce à des câbles en nappe. B. Le format ATX Une carte au format ATX utilisera une alimentation électrique à ce format (avec un seul connecteur dalimentation sur la carte). Les connecteurs externes sont fixés sur la carte mère (peu de câbles en nappe à part : les disques durs, lecteurs disquettes et CDROM.

25 C. Format BTX Tout nouveau format dintel, destiné à remplacer lATX. Son objectif est doptimiser la position des composants pour améliorer le refroidissement thermique. Les alimentations actuelles sont compatibles avec le format BTX. Cependant, malgré lintérêt que peut présenter se format, les constructeurs semblent ignorer ce format et cantonnent lATX. D. Autres formats Il existe aussi des micro-ordinateurs de type barebone. Ils sont conditionnés dans des boîtiers de format cubique avec des cartes mères de très petites dimensions noffrant que 2 ou 3 slots internes. Les chipsets des ces machines sont très intégrés : Les contrôleurs sons, vidéo, réseau, modem sont intégrés directement dans les circuits du chipset.

26 Voici a quoi ressemble un micro-ordinateur de type barbone :

27 VI. COMPARATIF A. MSI K8N Neo Platinum Cette carte mère, dun prix denviron 120, permet deffectuer des tâches autres que le travail sur pc, comme la bureautique. Elle pourra être utilisée par exemple, pour la compression vidéo, ou encore les jeux, en y installant une bonne carte graphique. Avec son socket 939, cette carte mère pourra recevoir un microprocesseur de type AMD Athlon 3000+, par exemple. Chose à bien regarder, lors de lachat de la carte, en fonction du microprocesseur choisi.

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29 FormatATX SupportSocket 939 Processeurs1 NorthbridgenVIDIA nForce4 Ultra SouthbridgenVIDIA MCP ChipsetnVIDIA nForce4 Ultra Type de mémoireDDR-SDRAM Nombre d'emplacements mémoire4 Norme IDEUltra DMA 133 Nombre de connecteurs IDE2 Contrôleur IDE / SCSI sup.Serial-ATA 2 Nombre de ports PCI5 Ports PCI-Express 16x1 Port PCI-Express 4x1 Port PCI-Express 1x1 Ports USB210 Interface FireWire (IEEE1394)FireWire 400 Contrôleur graphiqueNon Contrôleur sonore intégréRealtek ALC850 Contrôleur réseau10/100/1000 Mbps Nombre de connecteurs pour ventilateurs 3

30 B. ASROCK K8Upgrade-1689 Cette carte, qui est une sous-marque dAsus, possède les compétences pour le travail tel que la bureautique, la programmation… Les processeurs compatibles avec le socket 754 sont des AMD Athlon , ou encore lAMD Sempron 2600.

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32 FormatATX SupportSocket 754 Processeurs1 ChipsetALi M1689 Type de mémoireDDR-SDRAM Nombre d'emplacements mémoire2 Norme IDEUltra DMA 133 Nombre de connecteurs IDE2 Contrôleur IDE / SCSI sup.Serial-ATA Port AGPAGP 8x Nombre de ports PCI4 Ports PCI-Express 16xNon Port PCI-Express 4xNon Port PCI-Express 1xNon Ports USB28 Interface FireWire (IEEE1394)Non Contrôleur graphiqueNon Contrôleur sonore intégréRealtek ALC850 Contrôleur réseau10/100 Mbps Port AMRNon Port CNRNon

33 VII. CONCLUSION La carte mère est le carrefour où se rencontrent tous les composants de lordinateur grâce notamment au chipset. Il est possible daméliorer certaines caractéristiques de la carte mère en « flashant » le BIOS avec une version plus récente : On remplace le contenu du BIOS avec un logiciel spécial. Mais dès quapparaît une nouvelle technologie (type de mémoire) ou une nouvelle norme pour un périphérique (microprocesseur, disque dur), si on veut profiter de ces nouveautés, il est souvent nécessaire de changer de carte mère, ou dajouter une carte dextension supportant cette nouvelle technologie. Lévolution des cartes mères (et des chipsets) est dintégrer le maximum de contrôleurs sur la carte mère sous la forme de circuits intégrés (contrôleur son, graphique 2D et 3D, réseau,SCSI) ce qui augmente la fiabilité du système mais en diminue lévolutivité.


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