Carte Mere

Une carte mère est un grand circuit imprimé, sur lequel TOUT est relié.
Cela va faire la liaison entre plusieurs éléments comme le processeur, carte graphique, RAM, alimentation,
disques durs et SSD, périphériques USB, carte réseau, etc…

Le format et le support processeur (socket)

Carte mère socket FM2 et carte mère, socket 1150

asus gigabyte

 

Le format

Le format de la carte mère détermine dans quel boîtier elle va pouvoir être mise en place.
Les cartes mères ATX sont les plus utilisées, leur format permet une évolutivité très souple car elles permettent d’intégrer toutes les technologies les plus avancées, tel le multi-GPU.
Ce format impose un boîtier ATX qui ne répondra peut-être pas à votre souhait : c’est à dire avoir un ordinateur compact. Dans ce cas, une carte mère micro-ATX correspondra mieux à vos attentes.

Le socket

Il détermine le type de processeur que vous allez pouvoir mettre en place. En fonction du processeur que vous allez choisir, vous devez sélectionner (à l’aide de notre filtre) la carte mère compatible. Le socket le plus utilisé actuellement est le socket 1150 pour les processeurs Intel. Pour les processeurs AMD il s’agit des sockets AM3+ et FM2+.

Composants intégrés

Les cartes mères intègrent plus ou moins de composants permettant d’établir une gamme complète pour une même référence. Ces composants permettent par exemple de bénéficier d’une carte graphique, d’une carte son ou d’une connexion Wi-Fi sans avoir à ajouter de cartes supplémentaires. Néanmoins, les composants intégrés sont généralement moins performants que ceux dédiés.
Il est donc judicieux d’investir dans un modèle de base si vous savez à l’avance que vous allez y implanter une carte graphique ou une carte son plus haut de gamme.

À contrario, si les performances des composants intégrés à la carte mère vous suffisent (ce qui est le cas pour un usage classique d’un ordinateur), opter pour une carte mère bien équipée vous épargnera l’achat de cartes supplémentaires.

Vous l’aurez compris, en optant pour des éléments intégrés à la carte mère, des économies sont à la clef. Cependant, en fonction de l’usage, ces éléments ne seront pas toujours adaptés mais vous pourrez tout de même faire évoluer votre matériel.

Les connexions

 

connect
Sur la photo précédente, on voit la connectique visible à l’extérieur du boitier, qui est soudée sur la carte
mère.
Il y a dessus (de gauche à droite et haut en bas) :
1 PS/2 (hybride acceptant clavier ou souris), 2 USB 2.0, 1 sortie son numérique SP/DIF, 1 sortie vidéo
HDMI, 1 sortie vidéo DisplayPort, 1 sortie vidéo VGA (analogique), 1 sortie vidéo DVI, 1 port eSATA, 2
ports USB 3.0, 1 port Ethernet (Gigabit), 2 ports USB 3.0, plusieurs entrées et sorties audio analogiques
pour le 7.1

 

connect
Etant donné que les 2 cartes mères sont haut de gamme, on a une forte similitude pour les connecteurs,
sachant que c’est très complet ici (liste de gauche à droite et haut en bas) :
1 PS/2 (hybride acceptant clavier ou souris), 2 USB 3.0, 1 sortie vidéo VGA (analogique), 1 sortie vidéo
DVI, 1 sortie son numérique SP/DIF, 1 sortie vidéo HDMI, 1 sortie vidéo DisplayPort, 2 ports USB 3.0, 2
port eSATA, 1 port Ethernet (Gigabit), 2 ports USB 3.0, plusieurs entrées et sorties audio analogiques
pour le 7.1

Connectiques externes

La connectique d’une carte mère détermine le type et le nombre de périphériques que vous allez pouvoir y raccorder. Cette connectique découle des composants intégrés à la carte mère : si elle dispose d’une carte graphique intégrée, un connecteur VGA ou HDMI sera présent.

Si votre boîtier ne dispose pas de connexion USB en façade, nous vous conseillons vivement d’investir dans un hub USB qui vous permettra de brancher vos périphériques plus facilement.

Connectiques internes

Une carte mère sert avant tout à assembler d’autres composants, comme le processeur, la mémoire, la carte graphique ou le disque dur. À cet effet, elle dispose de plus ou moins de connecteurs la rendant ainsi plus ou moins évolutive. Toutes ces informations sont présentes sur nos fiches techniques.

Vous remarquerez quelques différences entre chaque carte mère.

Le Socket change (endroit où l’on relie le processeur), les connecteurs de mémoire RAM et quelques
autres petites choses, que vous verrons.

 

Une carte mère actuelle est composée de plusieurs sous-éléments :

Le Chipset, composé soit d’un bus unique (appelé DMI, QPI ou Hypertransport selon les marques et
modèles) ou d’un northbridge et d’un southbridge.

 

 

Le northbridge lui s’occupe de faire transiter les informations entre mémoire RAM, processeur, et carte
graphique PCI-Express (considérons que l’AGP n’existe plus…).
Il peut parfois contenir une carte graphique intégrée, sur les cartes mère entrée de gamme ou tout en un.
Bien évidemment, cela ne vaut pas une carte graphique dédiée, vous comprendrez pourquoi ensuite.
Le northbridge est souvent refroidit par radiateur seul ou radiateur + ventilateur, car il chauffe.
Il fait circuler beaucoup d’informations, avec un débit élevé (plusieurs Go/s)

 

 

Le FSB (Front Side Bus), souvent contenu dans le northbridge fixe une fréquence et la multiplie par un
nombre choisi par le processeur lui-même : on arrive à la fréquence du processeur.
Ce FSB est à une fréquence (en Mhz) plus ou moins élevée suivant le processeur que l’on va mettre en
place, il va s’adapter.

 

Le chipset

Le chipset, plus ou moins intégré au CPU selon les gammes (relié ensuite en bus unique QPI / DMI / HyperTransport / UMI, ou alors les anciens Southbridge),
lui, va gérer et / où communiquer avec:

 

 

  • contrôleur SATA (Serial Advanced Technology Attachment),
  • IDE (Integrated Drive Electronics),
  • Son intégré,
  • Carte réseau,
  • PCI (Peripheral Component Interconnect) et
  • PCIe (PCI Express),
  • USB (Universal Serial BUS),
  • PS/2 (clavier, souris),
  • port série, port parallèle..

Il fait circuler des informations qui requièrent moins de débit.

Sur les machines d’aujourd’hui, il y a souvent une seule puce physique, qui remplace les northbridge et southbridge : ce sont les fameux PCH (Platform Controller Hub) de Intel et FCH (Fusion Controller Hub) de AMD.

 

Dans la plupart des processeurs actuels, le contrôleur mémoire est directement intégré à ceux-ci, donc ce n’est plus le chipset qui s’en occupe.
Le processeur contient aussi souvent un GPU (une carte graphique), même si elle n’est pas toujours utilisée, en cas d’ajout d’une carte graphique supplémentaire AMD ou Nvidia.

Intell

Voici le fonctionnement des différents bus d’une carte mère, chez Intel.

QPI

Le QPI est dans le haut de gamme ou certains serveurs, ressemble fortement avec une grosse liaison
jusqu’à un chipset qui fait en partie northbridge, il se peut que ce soit en voie de disparition, sachant que
ça servait pour relier plusieurs processeurs entre eux :
qpi

 

DMI,

principalement en PC grand public ou station de travail :

 

dmi

 

Haswell

 

le prochain chipset X99, sur socket 2011-3, non compatible 2011, le schéma explique
plutôt bien ce qu’il en sera, sachant que ça ressemble un peu à l’existant :

 

haswell-2011

 

Haswell et Haswell-E

 

Et toujours pour le même chipset X99, pour les Haswell et Haswell-E haut de gamme, par exemple à 6 ou
8 cores :

haswell2

 

 

NVidia

 

Intel (chipset nVidia cette fois) avec les anciennes générations de
processeurs (Pentium Dual-Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad) :

 

intell-core

 

AMD

 

AM3/AM3+

 

Du côté de AMD avec son HyperTransport pour le socket AM3/AM3+ :

 

amd

 

FM2/FM2+

 

Et avec les APU actuels (GPU et CPU en un), sur socket FM2/FM2+ :

 

amd3

 

Les BUS

 

Voici maintenant différents BUS utilisés dans une carte mère :
Le BUS PCI, (Peripheral Component Interconnect) encore un peu utilisé, mais lent.
Il existe plusieurs variantes de ce bus (les plus courants) :

  • PCI 2.2 qui existe en deux versions : bus 32 bits à 33 MHz (soit une bande passante maxi de 133
  • Mo/s) (la plus répandue) ;

Mini PCI : dérivé du PCI 2.2 destiné à être intégré dans les ordinateurs portables.
Dans les machines on a effectivement du PCI à 133 Mo/s, mais partagé entre tous les ports. Un port PCI permet de brancher une carte d’extension, pour rajouter des fonctionnalités (ports USB, carte son, carte réseau, contrôleurs divers… ou même carte graphique). Il existait un bus AGP (Accelerated Graphics Port), dédié aux cartes graphiques, mais on peut considérer qu’il n’existe plus… (il n’est présent que sur d’anciennes machines, ou alors par compatibilité sur des cartes mères qui datent jusqu’à 2006-2007, cela évitait aux gens de racheter une carte graphique).

Le PCI Express, ou PCIe est un bus local série (ne pas confondre avec le PCI-X) qui a remplacé à partir de 2004 tous les bus internes d’un PC, dont le PCI et l’AGP. Il a été développé à l’origine par Intel et est une norme officielle. Il est présent sur la carte mère et sert à connecter des cartes d’extension.
Son avantage est d’être dérivé de la norme PCI, ce qui permet aux différents constructeurs d’adapter très simplement leur cartes d’extension existantes, puisque seule la couche matérielle est à modifier.

 

D’autre part il est suffisamment rapide pour pouvoir remplacer non seulement le PCI mais aussi l’AGP. Il est même possible d’y connecter des périphériques externes (ExpressCard par exemple).

Alors que le PCI utilise un unique bus 32-bit unidirectionnel pour l’ensemble des périphériques, le PCI Express utilise une interface série (1 bit donc) à base de lignes bidirectionnelles. On pourra ainsi parler d’une carte mère possédant x lignes PCIe.

On parle de ports PCIe x1, x2, x4, x8 et x16 pour désigner des ports qui font une largeur de bande passante correspondant à respectivement 1, 2, 4, 8 et 16 lignes PCIe. Il faut cependant noter qu’un port x16 par exemple peut n’être relié qu’à 8 lignes PCIe; il devra tout de même avoir un apport de puissance
nécessaire aux cartes x16.
Sur les cartes mères actuelles on parle de PCI-Express 2.0 et 3.0 :

  • Il apporte une bande passante doublée puis quasiment triplée par rapport au PCIe 1.0 et permet de délivrer plus de courant à la carte graphique.
  • Le débit passe ainsi de 2.5 Gb/s (PCIe 1.0) à 5 Gb/s (PCIe 2.0) puis 8 Gb/s (PCIe 3.0) par ligne, en débit brut.

 

Depuis le PCIe 3.0 il n’y a plus de pertes dans l’encodage des données, ce qui donne un débit pratique de :
pcie
Une ligne PCIe étant réprésentée par « x1 », le port utilisé pour les cartes graphiques est un x16, ce qui permet donc 80 Gb/s en PCIe 2.0 (soit 8 Go/s) ou 128 Gb/s en PCIe 3.0 (soit 16 Go/s).

 

Le PCIe x16 est principalement utilisé par pour les cartes graphiques, souvent gourmandes en bande passante et en énergie.
En parallèle bien sûr les cartes d’extension (Tuner TV, Wi-Fi, Son, Ethernet, USB, SATA, etc.) conçuespour ports PCI-Express x1 fleurissent enfin un peu partout. En tout cas la relève des PCI et AGP est bien installée.

 

Le PCI-Express est rétrocompatible au niveau des connecteurs : une carte x1 fonctionne parfaitement dans un emplacement 16x, même si la différence de taille du connecteur est impressionante.

 

Précision à propos des ordinateurs portables, l’ExpressCard (PCIe x1) est parfois présent, en étant le remplaçant de l’ancien PCMCIA (PC Card).
Il devient difficile de trouver un PC Portable avec un Express Card, pourtant permettant de le rendre un peu évolutif (par exemple ajouter des ports USB 3.0).

 

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