Le processeur est de loin, le composant le plus important de l’ordinateur. Il est généralement appelé le cerveau de l’ordinateur. Il est chargé d’effectuer les calculs mathématiques les plus complexes exécutés au sein de l’ordinateur.
On note sur le marché deux grands constructeurs de processeurs. Intel qui est le premier à se lancer dans la fabrication des processeurs. AMD apparait un an plus tard. Cependant, malgré l’évolution fulgurante qu’ont connue les processeurs depuis leur invention, le principe de fonctionnement n’a pas changé.
En effet, chaque type de processeur disponible sur le marché est destiné à une utilisation précise.
Dans cet article, il serait question du fonctionnement du processeur. Nous vous expliquerons en détail, le rôle de chaque composant du processeur ainsi que leur fonctionnement respectif.
Les instructions
Une instruction est une commande exécutée par le processeur. En effet, les instructions sont stockées dans la mémoire principale de l’ordinateur.
Pour une meilleure compréhension par le processeur, les instructions sont subdivisées en deux parties.
On distingue le “code opération” qui représente la commande que le processeur doit exécuter et le “code opérande” qui définit les différents paramètres de cette commande.
Voici les principaux types d’instructions que le processeur peut exécuter :
- Accès à la mémoire :
- Opérations arithmétiques
- Opérations logiques
- Contrôle : contrôles de séquence, branchements conditionnels, etc.
La mémoire cache du processeur
La mémoire cache du processeur est comme un complément à la mémoire vive. Néanmoins, elle est beaucoup plus rapide que la mémoire vive et permet au processeur de fonctionner plus rapidement. Elle est comme un intermédiaire entre la mémoire vive et le processeur.
En réalité, pour son fonctionnement, le processeur a besoin des informations de la mémoire vive.
Cette dernière donc lui transmet de façon continuelle toutes les informations dont le processeur a besoin. Pour éviter que le processeur fasse chaque fois la demande à la mémoire vive (ce qui peut ralentir le processeur), la mémoire cache a été donc créée pour stocker les informations essentielles du processeur.
Plus la mémoire cache est élevée, plus elle peut stocker assez d’information et par conséquent, le processeur sera beaucoup plus rapide.
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Cependant, avec l’évolution de la technologie, la mémoire cache disponible sur les ordinateurs est maintenant de 3 niveaux.
La mémoire cache du premier niveau se situe en plein cœur du processeur. Elle est subdivisée en 2 parties. On distingue la mémoire cache d’instruction qui sauvegarde toutes les instructions données par la mémoire RAM et le cache de données qui emmagasine toutes les données récemment utilisées.
Ce dernier a pour rôle de redonner le plus rapidement possible au processeur, les informations qu’il a utilisées dans un passé récent. Ceci permet au processeur d’aller plus vite, car il n’est plus tenu de se référer à la mémoire vive pour chaque instruction.
La mémoire cache du deuxième niveau se situe au niveau du boitier. Quant à la mémoire cache du niveau 3, elle se retrouve aussi dans le processeur comme la mémoire de niveau 1.
Le rôle de ces 3 mémoires est toujours de réduire la durée d’attente des informations en faisant un stockage conséquent pour permettre au processeur de fonctionner le plus rapidement possible.
Registres
Un peu comme la mémoire cache, les registres sont des mémoires de très petites tailles, mais qui sont rapides comme la lumière. Elles permettent le stockage temporaire des informations. On distingue plusieurs catégories de registres.
Le compteur ordinal : il permet de stocker l’adresse de l’instruction du processeur en cours d’exécution. Il contient aussi les prochaines instructions à traiter par le processeur.
Le registre accumulateur : ce registre permet le stockage de toutes les opérations arithmétiques et des suites logiques.
Le registre d’état : les résultats de la dernière opération réalisée par le processeur sont stockés dans le registre d’état.
En général, les mémoires de registres sont de 8, 16, 32 ou 64 bits.
La fréquence
La fréquence du processeur est en quelque sorte la puissance du processeur. Elle détermine la capacité du processeur à exécuter les tâches. Autrefois, la puissance d’un processeur est estimée en fonction de sa fréquence. Plus elle est grande, plus le processeur est puissant.
Cependant, pour estimer la puissance d’un processeur aujourd’hui, il faut aussi prendre en compte son architecture. De ce fait, un processeur plus récent avec une petite fréquence peut être performant qu’un processeur ancien avec une grande fréquence.
Par ailleurs, la fréquence d’un processeur est exprimée en GHz. De manière plus simple, un processeur avec une fréquence de 2.5 GHz est en mesure d’effectuer 2.5 milliards de calculs par seconde.
Les bus informatiques
Les bus informatiques sont également appelés les bus de données. Ils permettent la liaison entre les composants d’un ordinateur. Autrement dit, ils assurent la communication entre les différents éléments.
On distingue le bus de données, le bus de contrôle et le bus d’adresse.
Les dysfonctionnements du processeur
Il vous sera très difficile de travailler sur un ordinateur dont le processeur est défectueux. En réalité, un processeur peut cesser de fonctionner à cause d’une surchauffe. Par ailleurs, vous pouvez aussi rencontrer des dysfonctionnements de votre processeur qui sont dus à la compatibilité de votre processeur à votre ordinateur.
Si en voulant acheter un processeur pour augmenter la puissance de votre ordinateur, vous choisissez un processeur qui n’est pas compatible avec votre ordinateur, vous pouvez rencontrer des problèmes de dysfonctionnement comme des arrêts momentanés pendant l'exécution des tâches.
Vous pourrez aussi remarquer un ralentissement dans l’exécution de vos programmes. Si vous êtes un amateur des jeux vidéos, vous ne pourrez jouer à des jeux en ayant un processeur défectueux.
Conclusion
En grosso modo, on retient que le processeur est le cerveau de l’ordinateur. Il est le centre de toutes les données et il est chargé d’effectuer les calculs mathématiques.
Nous vous invitons à lire notre guide d’achat qui saura vous orienter à choisir le processeur idéal pour vos besoins.
