Qu’est-ce qui affecte les performances du processeur ? Voici tout ce que vous devez savoir

Il est vrai que si vous dépensez des milliers de dollars pour acheter le processeur le plus cher disponible sur le marché à un moment donné, il fonctionnera mieux que les alternatives. Cependant, il pourrait ne fonctionner que 5 à 10 % de mieux que le processeur de niveau supérieur, qui coûte plusieurs centaines de dollars moins cher. Ainsi, il est important de connaître les facteurs qui affectent les performances du processeur afin que vous puissiez prendre une meilleure décision d’achat.

Qu’est-ce que le processeur

Le CPU (Central Processing Unit), parfois appelé « processeur », est l’un des composants les plus importants d’un système informatique. Étant le cerveau du système informatique, sa tâche est de prendre en charge tous les calculs de données et de s’assurer qu’ils sont traités dans les plus brefs délais.

Le processeur n’est pas quelque chose que vous pouvez voir de l’extérieur de l’ordinateur. En fait, vous ne pourrez pas voir le processeur sur un PC entièrement assemblé. Pour le voir, vous devez retirer le boîtier de l’ordinateur, débrancher le fil et retirer le dissipateur thermique (et le ventilateur), et ce n’est qu’alors que vous pourrez voir la surface du processeur. La forme du processeur est une petite puce carrée avec de nombreuses broches de connecteur en dessous.

Les images ci-dessous montrent l’arrière et le haut d’un processeur.

Comment fonctionne le processeur

Pour rester simple, le fonctionnement d’un processeur peut être illustré par les trois étapes suivantes :

  1. Lorsque vous cliquez pour exécuter une application, l’instruction brute est d’abord extraite du disque dur (parfois de la mémoire) et envoyée au processeur pour traitement.
  2. Lorsque le CPU reçoit l’instruction, il exécute la logique et calcule le résultat.
  3. Une fois que le processeur a terminé le traitement, il enverra le résultat à l’appareil respectif pour le transmettre à l’utilisateur.

Bien que cela puisse sembler facile, les trois étapes doivent être complétées en quelques secondes. Un retard dans l’une de ces étapes entraînera un décalage de l’ordinateur.

Vitesse de l’horloge

Chaque processeur est équipé d’une horloge interne qui lui fournit un « rythme » de travail. La « vitesse d’horloge », également connue sous le nom de « fréquence d’horloge », fait référence au nombre d’opérations que le processeur peut effectuer en une seule seconde.

Il s’agit du nombre en Hz (Hertz et, par extension, mégaHertz et gigaHertz vus comme MHz et GHz) que vous voyez généralement à côté du nom d’un processeur.

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Le problème est que, pour aller plus vite, il faut pousser plus d’électricité dans un CPU, et cela produit de la chaleur. Après le plafond supérieur de 4 GHz, il est difficile de garder un processeur suffisamment refroidi.

Les performances d’un CPU en Hz affectent principalement les applications monothread. La plupart des logiciels modernes, comme les navigateurs populaires Chrome et Firefox, sont conçus pour tirer parti de plusieurs cœurs (plus d’informations à ce sujet dans la section suivante) et de threads, plutôt que de dépendre uniquement de la vitesse d’horloge. En règle générale, l’ordinateur fonctionnerait mieux sur un processeur à plusieurs cœurs mais à des vitesses d’horloge plus lentes qu’un processeur plus rapide mais à un seul cœur.

Nombres de coeurs

Étant donné que l’augmentation de la vitesse réelle est devenue de plus en plus difficile à réaliser, les fabricants de processeurs ont décidé d’ajouter des capacités multitâches en ajoutant plus de cœurs au processeur.

Cœurs de performances du processeur

C’est un mauvais service de décrire les processeurs multicœurs comme l’équivalent de « coller deux processeurs ou plus ensemble dans le même package ». Ils peuvent ressembler à cela pour le consommateur moyen, mais leurs conceptions réelles sont beaucoup plus intelligentes que de simplement coller deux processeurs l’un à côté de l’autre.

En coexistant sur la même puce, les cœurs individuels d’un processeur multicœur partagent certaines ressources, à la fois pour réduire les coûts de fabrication et améliorer les performances. Par exemple, ils peuvent partager un morceau de mémoire cache, les connexions à d’autres éléments sur une carte mère, etc.

Les processeurs multicœurs peuvent être homogènes ou hétérogènes. Les processeurs homogènes contiennent au moins deux cœurs identiques. Les processeurs hétérogènes contiennent des cœurs de différents types. Par exemple, les processeurs des smartphones modernes incluent généralement un noyau central qui est meilleur pour les opérations générales et plusieurs plus petits qui aident à la photographie, à l’IA, etc.

Les fabricants de processeurs se concentrant sur l’ajout de plus de cœurs au lieu de repousser davantage la limite du GHz, les logiciels et systèmes d’exploitation modernes ont emboîté le pas. La plupart des logiciels modernes tirent déjà parti de plusieurs cœurs, mais vous pouvez toujours trouver de nombreux outils, applications et même jeux, qui fonctionnent mieux avec une vitesse monocœur plus élevée qu’avec des multicœurs. Cela se produit parce que certaines charges de travail ne peuvent tout simplement pas être parallélisées, divisées en morceaux plus petits et réparties sur plusieurs cœurs.

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Cache et architecture

À l’époque des 8 bits, la RAM d’un ordinateur était suffisamment rapide pour fournir à un processeur tout ce dont il avait besoin. Alors que les processeurs continuaient d’accélérer, la RAM a commencé à rattraper son retard. C’est à ce moment-là que le cache a été introduit dans le mix.

Cpu Performance Cpu Socket

Un cache, qui est en fait une petite mémoire extrêmement rapide, est ajouté au CPU pour stocker les instructions immédiates de la RAM. Étant donné que le cache fonctionne à la même vitesse que le processeur, il peut fournir rapidement des informations au processeur dans les plus brefs délais sans aucun décalage.

Il existe différents niveaux de cache. Le cache de niveau 1 (L1) est la forme de cache la plus basique et se trouve sur chaque CPU. Le cache de niveau 2 (L2) a une plus grande taille de mémoire et est utilisé pour stocker des instructions plus immédiates. En général, le cache L1 met en cache le cache L2, qui à son tour met en cache la RAM, qui à son tour met en cache les données du disque dur. Avec la nouvelle technologie multicœur, il existe même un cache L3 ou L4 de plus grande taille et partagé entre les différents cœurs.

Il convient de noter que ceux-ci peuvent devenir moins importants à l’avenir si quelqu’un trouve un moyen d’accélérer considérablement la connexion entre le processeur et la RAM. Nous mentionnons cela parce qu’AMD force ont réussi à y parvenir et c’est l’une des raisons pour lesquelles leur prochaine génération de processeurs d’architecture Zen est passionnante.

Les facteurs ci-dessus affectent les performances du processeur. Vous voudrez peut-être également connaître les différences entre un processeur Intel et AMD et savoir comment choisir un processeur AMD.

Moyens Staff
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