Les cartes mères

Les cartes mères
Université du Sahel
Professeur :
El Hadji SALL
Exposant :
VEKE Christopher
1 Présentation de la carte mère
2 Les différents composants d’une carte mère
2.1 Les bus informatiques
2.2 L’horloge système
2.3 Chipset
2.3 ROM BIOS
2.4 La mémoire CMOS
2.5 Le socket
2.6 Les différents emplacements
2.7 Les ports
2.8 L’unité d’alimentation
3 Le facteur de forme des cartes mères
3.1 ATX
3.2 BTX
3.4 Les autres facteurs de forme
Sources
Exemple de carte mère
1 Présentation de la carte mère
Si l’on considère l’ordinateur sur l’un de ses deux aspects à savoir : l’aspect
physique. De sorte que la partie que l’on pourrait qualifier de « physique »
comprend toute la partie matérielle d’un ordinateur. Alors, l’architecture
physique de l’ordinateur dans toute sa complexité repose sur ce qu’on appelle
la « carte-mère » (le « mainboard » ou le « motherboard » en anglais).
La carte mère (appelée carte système, carte principale), est une carte de
circuits imprégnés ou du moins un matériel informatique qui héberge les
différents composants d’un ordinateur à savoir : le CPU, les mémoires, les
emplacements d’extension, etc. De ce fait, la carte mère a la lourde tâche
d’assurer non seulement la communication entre les différents composants
d’un ordinateur mais aussi entre l’utilisateur et l’ordinateur. Ainsi, vu
l’importance qu’elle a dans la bonne marche de l’ordinateur, elle est le plus
souvent comparée au système nerveux du corps humain.
Il existe différentes types et modèles de cartes mères, cette grande diversité
s’explique par le nombre de fabricants qui se partagent le marché des cartes
mères. De mémoire, nous pouvons citer : Abit, ASUS, Foxconn, Gigabyte
technologie, Intel, MSI, Via, NVIDIA, DFI, Sapphire, etc. Certains fabricants
conçoivent et fabriquent une bonne partie des composants de la carte mère
tandis que d’autres ne font qu’assembler les différents composants déjà conçus
et mis au point par des fabricants partenaires.
La carte mère est constituée de différents composants à savoir : le socket, le
chipset, l’horloge système, la ROM BIOS, la batterie de la mémoire CMOS, les
différents emplacements, les différents ports, les régulateurs de tension.
2 Les différents composants de la carte mère
2.1 Les bus informatiques
Les ordinateurs sont constitués de nombreux composants qui communiquent
entre eux à l’aide de bus. Dans l’aspect physique, le bus est réalisé sur la carte
mère sous la forme de minuscules fils courant entre les différents composants.
Le bus a pour tâche de transporter les informations qui doivent être traitées
par l’ordinateur (autrement dit les données) et les renseignements sur
l’emplacement des données dans la mémoire (les adresses). Il se charge aussi
d’apporter l’alimentation aux différents composants et les signaux d’horloge
qui les synchronisent. Il existe deux types de technologie de bus à savoir : la
technologie parallèle et la technologie en série (qui est la plus récente).
Les bus ont été classés en deux catégories à savoir : les internes et les externes.
Le bus interne se charge de connecter les éléments centraux à savoir : le CPU,
la mémoire et les contrôleurs système. A l’exemple du bus interne FSB (Front
Side Bus) qui relie le microprocesseur au chipset et du bus mémoire qui relie le
chipset à la mémoire. Le bus externe ou d’extension quant à lui, connecte les
composants supplémentaires à l’ordinateur, il peut s’agir de périphériques ou
de cartes d’extension. Nous pouvons citer comme exemple de bus externe les
bus USB, Firewire, SCSI, PCI. La distinction entre les bus commence à
s’amoindrir avec de nouvelles technologies de bus qui peuvent être utilisées
pour assurer les deux rôles à l’exemple de la technologie « Hyper Transport »
d’ADM.
2.2 L’horloge système
L’horloge système permet de synchroniser le fonctionnement de toutes les
parties de l’ordinateur et c’est lui qui fournit le signal d’horloge au CPU. Sa
fréquence se mesure en Mégahertz ou Gigahertz. Il est composé d’un
générateur qui définit le signal de l’horloge et des multiplicateurs qui
récupèrent le signal venant du générateur et le multiplie avec un facteur de
nombre « n » dans le but de produire différents signaux d’horloge pour « n »
composants.
2.3 Chipset
Pour assurer les échanges de données entre les différents composants, la
carte mère sollicite les services des chipsets. En effet, les chipsets sont des
puces électroniques qui gèrent les transferts de données entre les différents
composants de l’ordinateur. Les chipsets sont composés du northbridge (pour
les périphéries rapides) et les southbridge (pour les périphériques lents).
2.4 La ROM BIOS
Le BIOS pour « Basic Input Output system », est un Firmware ou un
programme qui est situé dans une puce ROM (Read Only Memory). Le BIOS est
le premier programme chargé en mémoire dès la mise en marche de
l’ordinateur qui fournit :
_ Le code du programme standard de l’industrie qui exploite les principaux
composants de l’ordinateur et vérifie la compatibilité de chaque composant de
la carte mère avec l’ordinateur.
_ Les routines qui permettent d’afficher et de modifier le programme de
configuration de l’ordinateur.
_ Les tests de diagnostic du POST (Power-on-self-test) ou programmes de test à
la mise sous tension.
De ce fait, les puces BIOS ne peuvent pas être échangées entre les différentes
cartes mères. Toutefois, la plupart utilisent la mémoire Flash ROM, qui peut
être mis à jour.
2.4 La mémoire CMOS
CMS pour Complementary Metal Oxide Semiconducteur est une puce qui
stocke et conserve les informations même quand l’ordinateur est éteint. Les
CMOS consomment très peu d’électricité et utilise une petite batterie pour
conserver les paramètres. Les mémoires des CMOS est plus lentes que celles
des autres mémoires utilisées par l’ordinateur.
2.5 Le socket
Le socket est une interface de connexion qui permet à la carte mère de
recevoir un CPU. Après le socket 7, ADM et Intel ont commencé à utiliser des
sockets différents. Ainsi, à partir de 2001 les différentes cartes mères peuvent
être classées en deux groupes à savoir: les cartes mères destinées aux
processeurs AMD et celles destinées aux processeurs Intel.
Il peut y avoir plusieurs sockets sur une carte mère qui permettent d’insérer
des processeurs, de ce fait cette carte mère devient une carte mère
multiprocesseur.
2.6 Les différents emplacements
Les différents emplacements que peut avoir une carte mère sont :
_ Les emplacements de mémoire système DIMM ou RIMM.
_ Les emplacements d’extension (ISA, PCI, PCI express).
2.7 Les ports
Les ports d’entrée et de sortie permettent de brancher des périphériques
supplémentaires à l’ordinateur. Les ports sont dits « mâles » s’ils ont des
broches sortantes et « femmelle » s’ils ont des broches à trou. Cette distinction
de genre permet de rendre tout branchement incorrect impossible. De
nombreux connecteurs sont aussi verrouillés pour éviter les mauvais
branchements. Ainsi, nous distinguons tant et autre :
_ Le port PS/2 ou mini-DIN qui sert à brancher le clavier et la souris à
l’ordinateur. Ce port est du genre femmelle à 6 broches. Mais ces ports tendent
à disparaître car le clavier et la souris des nouveaux ordinateurs ont des
connecteurs USB.
_ Les ports parallèles et série.
_ Les ports USB qui supportent une large gamme de périphériques. Ces ports
ont remplacés les ports série et parallèle.
_ Le port de l’IEEE 1394 qui est destiné au bus SCSI série, appelé Firewire par
son développeur Apple.
_ Les ports modem et réseau.
_ Les ports audio
_ Le port AGP ( Accelereted Graphics Port).
Avec l’évolution des ordinateurs, les cartes mères récentes intègrent
généralement les périphéries multimédia et réseau :
_ Une carte réseau intégrée
_ Une carte graphique intégrée.
_ Une carte son intégrée
_ Des contrôleurs de disques durs évolués.
2.7 L’unité d’alimentation électrique
Le PSU ou l’unité d’alimentation électrique a pour rôle de convertir le courant
alternatif fourni par le système électrique en tension de 3,3V, 5V et 12V. Les
alimentations 3,3V et 5V fournissent de l’électricité aux circuits de la carte
mère et des autres cartes. L’utilisation d’une tension plus basse permet au CPU
de moins chauffer et pour cela, la carte mère contient des régulateurs de
tension pour s’assurer que les composants reçoivent l’alimentation appropriée.
3 Le facteur de forme des cartes mères
Le facteur de forme ou d’encombrement est un ensemble de normes qui
définit les dimensions et la forme géométrique de la carte mère. Deux cartes
mères peuvent avoir exactement les mêmes fonctionnalités mais leurs facteurs
de forme sont différents, la différence résidera dans la disposition des
composants sur la carte mère. Ainsi des formes standards ont été mises en
place pour que les cartes mères puissent s’adapter dans des boîtiers de
marques différentes.
3.1 ATX
L’ATX pour « Advanced Technology Extented » est une évolution du facteur
de forme AT. Les spécifications ATX permettent aux fabricants d’ordinateur de
construire des produits plus économiques, d’améliorer la facilité d’utilisation et
le côté pratique et d’incorporer de nouvelles fonctionnalités d’E/S. Les ATX de
taille maximale ont des dimensions suivantes : 305 x 244 mm. Le standard
Micro ATX désigne une carte carrée de 244 mm de côté, avec moins de fentes
d’extension. Il existe également une taille Mini ATX de 284 x 208 mm. Pour
satisfaire la demande en facteur de forme plus petit, le standard Flex ATX a vu
le jour et mesure 229 x 191 mm.
3.2 BTX
La nouvelle génération de carte mère peut être construite à partir du facteur
de forme BTX (Balanced Technology Extented), développé par Intel en 2003. L e
BTX a été conçu pour une évolutivité permettant différentes hauteurs et
largeurs, pour un meilleur refroidissement du CPU, de la mémoire système et
des cartes vidéo. Toutes les différentes cartes ont 266,70 mm de profondeur,
mais elles ont des largeurs pico, nano, micro et standard :
_ PicoBTX (jusqu’à 203,20 de large et 1 emplacement d’extension)
_ NanoBTX (jusqu’à 223,53 de large et jusqu’à 2 emplacements d’extension)
_ MicroBTX (juxqu’à 264,16 de large et jusqu’à 4 emplacements d’extention)
_ BTX (jusqu’à 325,12 de large et jusqu’à 7 emplacements d’extension)
3.3 Les autres facteurs de formes
Les ordinateurs portables à petit format sont devenus très populaires, et le
facteur de forme leader est la gamme mini-ITX de via. Il y a aussi différents
formats comme le DTX, le XPC, etc.
Sources
. fr.wikipedia.org
. www.overclocking-pc.fr
. www.vulgarisation-informatique.com
.www.google.sn
. Livre : « Les fondamentaux du PC-I»