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, l’un des coeurs de votre processeur pourra se charger de décoder et d’afficher votre film Netflix, le deuxième s’occupera du document que vous éditez et un autre effectuera vos copies de sauvegarde en arrière-plan. 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, deux tout au plus. Aujourd’hui, les processeurs d’entrée de gamme comptent habituellement entre 6 et 8 coeurs. Les processeurs de milieu et de haut de gamme, eux, peuvent en compter entre 12 et 24, qui peuvent être divisés en deux catégories: les coeurs de haute performance, qui se chargent des tâches exigeantes comme le rendu des graphiques et l’intelligence artificielle, et les coeurs à haute efficience, qui se chargent de tâches plus légères et consomment relativement peu d’énergie.
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. Aujourd’hui, la plupart des processeurs sont capables de gérer deux fils par coeur, à l’exception de certains coeurs à haute efficience qui s’en tiennent à un seul fil.
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. La plupart des processeurs courants se chargent eux-mêmes de passer de la vitesse de base à la vitesse surcadencée au besoin, et vice-versa. Certains processeurs “déverrouillés”, comme les modèles « unlocked » d’Intel, peuvent aussi être surcadencés manuellement; 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 produit davantage de chaleur.
Les capacités graphiques et d’intelligence artificielle
Les processeurs qui combinent une unité de traitement et des circuits de rendu graphiques en une seule et même puce ont longtemps été considérés comme des produits de bas de gamme. Ce n’est plus le cas aujourd’hui, bien au contraire. Certains des processeurs les plus puissants sur le marché se démarquant d’ailleurs par leurs circuiteries graphiques avancées. D’autant plus que les mêmes calculs servent souvent aux graphiques, à l’intelligence artificielle et à diverses autres applications recherchées.
Au moment d’acheter un processeur, vérifiez si celui-ci doit être jumelé à une carte graphique externe ou si ses propres capacités graphiques sont suffisantes pour vos besoins. Certaines architectures ne vous donnent même pas le choix: c’est le graphisme intégré au processeur ou rien!
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 rapides, 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 Windows et Linux: AMD et Intel. (Apple utilise ses propres puces Apple Silicon, tandis que 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 13e génération, surnommée Raptor Lake et lancée en octobre 2022. La 14e génération, surnommée Meteor Lake, est attendue en décembre 2023. Les processeurs Core i3 sont les plus économes et les moins puissants; les Core i5 constituent l’échelon supérieur, suivi du Core i7 et du Core i9. Tous les processeurs Core portent des numéros de modèles qui commencent par leur numéro de génération; par exemple: Core i7-13900KS. 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 7e génération au moment d’écrire ces lignes. Ces processeurs de série 7000 portent donc des numéros de modèles commençant par 7. Certains modèles basés sur des architectures plus anciennes sont toujours disponibles et visent à combler des besoins 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.
- Un grand nombre de coeurs ne servira à rien si vous ne disposez pas de la mémoire vive et des autres ressources nécessaires pour exécuter plusieurs applications en même temps.
- Vérifiez si le processeur qui vous intéresse doit être jumelé à une carte graphique externe. Ou si vous pourrez en acheter une plus tard, afin de prolonger la vie d’un processeur dont les capacités graphiques internes ne sont plus à la hauteur de vos besoins.
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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