Que vous pensiez à mettre à jour un ordinateur de bureau qui traîne un peu de la patte ou à assembler une nouvelle machine à partir de zéro, le nerf de la guerre, c’est le processeur. Aussi appelé le microprocesseur ou, plus rarement, l’unité centrale de traitement (une traduction directe de l’anglais central processing unit, ou CPU), le processeur est à la fois le cerveau et le coeur d’un ordinateur personnel. Et tout comme ces organes vitaux, il n’est pas toujours facile à remplacer…
Il est donc important de choisir le bon. Ainsi que les bonnes pièces d’accompagnement, le cas échéant. Voici donc quelques informations qui, je l’espère, vous aideront à faire le bon choix.
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Caractéristiques techniques des processeurs
Lorsque l’on commence à s’intéresser aux processeurs, le jargon technique peut être intimidant. Qu’est-ce qui signifie quoi, au juste, et à quoi doit-on porter une attention particulière?
Les coeurs et les fils
Le nombre de coeurs (cores en anglais) détermine le nombre de tâches indépendantes auxquelles le processeur peut s’adonner en même temps. Par exemple, si votre processeur est doté d’au moins trois coeurs, l’un d’entre eux pourra afficher votre film Netflix, le deuxième s’occupera du document que vous éditez et le troisième se chargera de vos copies de sauvegarde. Le tout, sans que l’une des tâches ne ralentisse les autres… du moins, pas au niveau du processeur. Si tous les coeurs tentent d’accéder aux mêmes ressources du système en même temps, la performance pourrait s’en ressentir, mais ce ne sera pas de la faute du processeur!
Jusqu’à il n’y a pas si longtemps, presque tous les processeurs avaient un seul coeur. Aujourd’hui, on en compte habituellement entre deux et 18. Certains produits de haut de gamme comme les Ryzen Threadripper d’AMD, vont même jusqu’à 24 ou 32 coeurs. La plupart des processeurs pour ordinateurs de bureau relativement abordables en offrent cependant entre quatre et huit.
Les fils, ou threads en anglais, sont une façon de gérer des tâches additionnelles en créant des “sous-coeurs” virtuels. Un coeur qui est capable de gérer deux ou plusieurs fils n’exécutera pas vraiment deux ou plusieurs tâches en même temps, mais il sera capable de diviser son temps entre ces deux tâches de façon relativement efficace, surtout si l’une des tâches est intermittente.
La cadence de l’horloge
Il s’agit du rythme auquel le processeur travaille. Cette cadence est mesurée en nombre de “cycles” par seconde, ou “hertz”. Les processeurs d’aujourd’hui roulent à des milliards de cycles par seconde, c’est-à-dire en gigahertz. L’exécution de chaque instruction requiert un ou plusieurs cycles d’horloge. Donc, plus la cadence est élevée, plus le processeur travaille vite.
Un processeur est dit surcadencé lorsqu’il roule à une vitesse d’horloge plus élevée que sa vitesse de base. Autrefois, il s’agissait d’une opération extrêmement risquée: un processeur était certifié pour une certaine vitesse et le faire rouler plus rapidement pouvait entraîner une défaillance matérielle irréparable.
Aujourd’hui, les manufacturiers prévoient le coup. Vous verrez souvent des processeurs qui affichent une vitesse de base et une vitesse maximale (“jusqu’à X GHz”) pour les tâches particulièrement exigeantes. Les processeurs “déverrouillés” de marque Core d’Intel, par exemple, peuvent être surcadencés; l’opération demande une certaine expertise technique et une carte-mère compatible, mais c’est faisable. Et bien que l’opération puisse entraîner l’annulation de la garantie du processeur (on change le voltage dans les circuits, après tout!) le risque est minimal… tant que l’on n’exagère pas. Assurez-vous toutefois de respecter les recommandations du manufacturier en matière de refroidissement parce qu’une cadence plus élevée libère davantage de chaleur.
La mémoire tampon
La mémoire vive de l’ordinateur est partagée entre toutes ses composantes. Pour accélérer leur travail, les processeurs disposent d’une mémoire tampon, également appelée mémoire cache ou antémémoire. Il s’agit d’un espace mémoire dédié, extrêmement rapide mais de taille relativement modeste parce qu’il coûte cher, dans lequel le processeur conserve les données et les instructions sur lesquelles il travaille présentement. Plus le travail effectué par un coeur se limite au contenu de sa mémoire tampon, plus il sera efficace.
La mémoire tampon est communément divisée de façon hiérarchique. Chaque coeur possède sa propre cache L1, petite mais ultra-rapide. La cache L2 est plus volumineuse mais un peu moins rapide et peut être partagée entre tous les coeurs. Les caches L3 et L4, si elles sont présentes, sont encore plus copieuses et un peu moins rapide, pour des raisons d’économie. Seuls les ordinateurs les plus puissants disposent de caches L4.
L’enveloppe thermique
Il s’agit de la quantité de chaleur maximale qu’un processeur produit en exécutant des applications normales. Plus cette chaleur est intense, plus les besoins en refroidissement sont élevés. Vous verrez aussi les termes anglais thermal design power, thermal design profile et TDP.
Les instructions par cycle (IPC)
Il s’agit d’une mesure globale de performance qui dépend des autres caractéristiques d’un processeur et qui varie selon les tâches. Vous verrez rarement cette mesure dans la documentation d’un processeur; on l’obtient plutôt en exécutant un logiciel de mesure de performance spécialisé.
Les chemins d’échange PCIe
Les composantes d’un ordinateur échangent de l’information par l’intermédiaire d’une route (nommée bus). La norme PCIe contrôle ces échanges. Dans le cas du processeur, les chemins d’échange (ou lanes en anglais ) PCIe déterminent la bande passante disponible pour échanger avec la mémoire ou avec les puces de contrôle vidéo. Plus un processeur est capable de gérer de nombreux chemins, plus il échangera rapidement l’information.
Manufacturiers et modèles de processeurs
Deux manufacturiers se partagent la quasi-totalité du marché des processeurs pour ordinateurs personnels: AMD et Intel. (Apple, avec ses puces Apple Silicon, pourrait changer la donne à moyen terme; le marché des processeurs pour téléphones intelligents et pour tablettes, lui, est beaucoup plus diversifié.)
À chaque nouvelle génération de processeurs, l’industrie se demande si Intel ou AMD produit les meilleures puces. En ce moment, la plupart des observateurs s’entendent pour dire que les processeurs AMD sont un peu plus efficaces pour la plupart des contextes d’opération. Ceci dit, il n’y a pas vraiment de mauvais choix sur le marché. Nous sommes loin de l’époque où un certain modèle de Pentium était doté d’un coprocesseur mathématique qui commettait des erreurs de calcul!
Comment interpréter les noms et numéros de modèles?
Les manufacturiers de processeurs parlent habituellement en termes de générations. Toutes choses étant égales par ailleurs, la performance augmente avec le numéro de génération.
Au moment d’écrire ces lignes, les processeurs Core d’Intel en étaient à leur 11e génération, surnommée Tiger Lake. La 12e génération, surnommée Alder Lake, est attendue en deuxième moitié de 2021. Les processeurs Core i3 sont les plus économes et les moins puissants; les Core i5 constituent l’échelon supérieur, suivi du Core i7. Tous les processeurs Core portent des numéros de modèles qui commencent par leur numéro de génération; par exemple: Core i7-11375H. Les numéros de modèles qui se terminent en K ou en X indiquent qu’un processeur est compatible avec le surcadençage.
Les processeurs Ryzen d’AMD, eux, en étaient à leur cinquième génération au moment d’écrire ces lignes. Ces processeurs de série 5000 portent donc des numéros de modèles commençant par 5. Certains modèles basés sur des architectures plus anciennes ont cependant été lancés récemment, pour des marchés spécifiques.
À quoi penser au moment d’acheter un processeur
Quelles caractéristiques favoriser à l’achat? Rappelez-vous les règles suivantes:
- Toutes choses étant égales par ailleurs, un processeur de génération plus récente offrira un meilleur rendement pour la même cadence d’horloge.
- Pour les jeux vidéo, la cadence d’horloge est plus importante que le nombre de coeurs ou de fils puisque les jeux utilisent relativement peu les enfilades.
- Si vous opérez plusieurs applications en même temps, par exemple en compilant du code et en écrivant des documents pendant que vous avec une dizaine d’onglets ouverts dans votre navigateur web, c’est l’inverse: le nombre de coeurs et de fils est probablement plus important pour vous que la vitesse de l’horloge.
- Si votre budget vous le permet, visez tout de même au moins quatre coeurs.
Quoi d’autre acheter au moment de remplacer un processeur?
Changer de processeur veut parfois dire changer certaines autres pièces pour des raisons de compatibilité. Lorsque vous magasinez un processeur, vérifiez ses besoins en matière de:
- Carte-mère: tous les processeurs n’ont pas le même format et ne peuvent pas s’insérer dans la même carte-mère. Par exemple, les processeurs AMD changent moins souvent de format que ceux d’Intel; vous avez donc de meilleures chances de pouvoir conserver la même carte-mère si c’est ce que vous désirez.Certains ont aussi besoin de puces complémentaires (« chipsets ») spécifiques.
- Refroidissement: votre système de refroidissement actuel est-il assez puissant pour éviter une surchauffe de votre nouveau processeur?
- Alimentation électrique: certains processeurs sont plus gourmands que d’autres; votre bloc d’alimentation fournit-il la puissance (en watts) nécessaire?
- Boîtier: votre boîtier est-il assez gros pour accueillir le processeur et tout l’attirail dont il a besoin?
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