L’ordinateur et son fonctionnement
Leçon 1 - L’architecture de l’ordinateur
De la carte mère au réseau, comment les composants d’un ordinateur forment un système où chacun dépend des autres : alimenter, relier, calculer, refroidir, échanger.
L'architecture de l'ordinateur
De la carte mère à la carte réseau, en passant par l'alimentation, la carte graphique et le refroidissement - comment les composants d'un ordinateur forment un système cohérent, et pourquoi chacun d'entre eux est indispensable aux autres.
Quand tu allumes un ordinateur, quelque chose se passe en une fraction de seconde : du courant électrique est converti, distribué, acheminé vers des dizaines de composants qui se mettent à fonctionner ensemble. Un processeur calcule, une mémoire stocke, un écran affiche, un ventilateur refroidit. Mais aucun de ces composants ne fonctionne seul. Chacun dépend des autres. L'ensemble qu'ils forment, et la manière dont ils sont reliés, s'appelle l'architecture de l'ordinateur.
Dans ce cours, tu vas découvrir chacun de ces composants, comprendre pourquoi il existe, comment il fonctionne, et pourquoi il est indispensable. Tu vas surtout comprendre que l'ordinateur n'est pas une collection de pièces indépendantes : c'est un système, c'est-à-dire un tout dont chaque élément dépend des autres.
L'ordinateur, un système
Avant de plonger dans les composants un par un, il faut comprendre une idée essentielle : un ordinateur n'est pas simplement une machine, c'est un système. Ce mot a un sens précis, et il change complètement la manière dont on regarde l'intérieur d'un boîtier.
Un système est un ensemble d'éléments qui interagissent entre eux pour remplir une fonction qu'aucun d'entre eux ne pourrait remplir seul. Retirer un seul élément peut empêcher l'ensemble de fonctionner.
L'analogie du corps humain
Ton propre corps est un système. Ton cerveau pense, mais il a besoin du sang pour recevoir de l'oxygène. Ton sang circule grâce au cœur. Ton cœur bat grâce aux signaux électriques du système nerveux, qui est lui-même piloté par le cerveau. Chaque organe dépend des autres : aucun ne fonctionne seul.
L'ordinateur fonctionne exactement sur ce principe. Le tableau ci-dessous montre cette analogie composant par composant.
| Corps humain | Ordinateur | Rôle |
|---|---|---|
| Cerveau | Processeur (CPU) | Penser, décider, calculer |
| Système nerveux | Carte mère | Transmettre les informations entre les organes |
| Cœur et vaisseaux | Alimentation (PSU) | Distribuer l'énergie à chaque organe |
| Yeux et mains | Périphériques | Percevoir le monde et agir sur lui |
| Transpiration | Ventilateur / radiateur | Évacuer la chaleur excessive |
| Mémoire à court terme | RAM | Retenir temporairement les informations en cours |
| Mémoire à long terme | SSD / disque dur | Conserver durablement les souvenirs |
Pourquoi cette vision est importante
Comprendre que l'ordinateur est un système, et non une pile de pièces, permet de raisonner correctement en cas de problème. Si un ordinateur est lent, la cause n'est pas forcément le processeur : c'est peut-être la mémoire vive qui est insuffisante, ou le stockage qui est saturé, ou encore le système de refroidissement qui force le processeur à ralentir pour ne pas surchauffer. Chaque symptôme peut venir de n'importe quel maillon de la chaîne.
Il existe un principe célèbre en ingénierie appelé le goulot d'étranglement (en anglais, bottleneck). Il dit que la performance globale d'un système est limitée par son composant le plus lent. Tu peux avoir le processeur le plus rapide du monde : si ton disque dur est vieux et lent, c'est lui qui freinera l'ensemble. C'est exactement le même principe que pour une file d'attente : toute la queue avance à la vitesse de la personne la plus lente.
Pendant les premières décennies de l'informatique, les ordinateurs étaient des machines immenses, enfermées dans des salles climatisées et utilisées par des spécialistes. L'idée qu'un particulier puisse posséder son propre ordinateur semblait absurde. En janvier 1975, le magazine Popular Electronics publia en couverture l'Altair 8800, un micro-ordinateur vendu en kit pour 395 dollars. Le constructeur, la société MITS, espérait vendre deux cents exemplaires. Il en reçut quatre mille commandes en trois mois. Le kit ne comprenait ni clavier, ni écran, ni stockage : on le programmait en basculant des interrupteurs, et le résultat s'affichait sous forme de combinaisons de diodes lumineuses allumées ou éteintes. Deux étudiants, Bill Gates et Paul Allen, développèrent en trente jours un interpréteur BASIC pour cette machine, et fondèrent à cette occasion la société Microsoft.
Les cinq fonctions d'un ordinateur
Quelle que soit sa taille - du smartphone au superordinateur - tout ordinateur remplit exactement cinq fonctions fondamentales :
| Fonction | Description | Composant principal |
|---|---|---|
| Traiter | Effectuer des calculs et prendre des décisions logiques | Processeur (CPU), carte graphique (GPU) |
| Stocker | Conserver les données et les programmes | RAM, SSD, disque dur |
| Communiquer | Relier les composants entre eux | Carte mère, bus de données |
| Alimenter | Fournir l'énergie électrique à chaque composant | Alimentation (PSU) |
| Échanger | Interagir avec l'utilisateur et avec d'autres machines | Périphériques, carte réseau |
Les neuf chapitres suivants vont explorer chacune de ces fonctions à travers les composants qui les remplissent. Nous commencerons par la carte mère, car c'est elle qui relie tout.
Un ordinateur est un système : un ensemble de composants interdépendants. Sa performance globale est limitée par son composant le plus lent (goulot d'étranglement). Tout ordinateur remplit cinq fonctions : traiter, stocker, communiquer, alimenter et échanger. Le premier ordinateur personnel vendu en grand nombre, l'Altair 8800 (1975), ne comprenait ni clavier ni écran, mais il a déclenché une révolution.
La carte mère - la colonne vertébrale
Ouvre le boîtier d'un ordinateur de bureau et regarde à l'intérieur. La plus grande pièce que tu verras est une plaque rectangulaire, couverte de circuits, de connecteurs et de composants minuscules. C'est la carte mère. Tous les autres composants y sont branchés, directement ou indirectement. Sans elle, l'ordinateur ne serait qu'un tas de pièces sans lien entre elles.
La carte mère (en anglais, motherboard) est le circuit imprimé principal d'un ordinateur. Elle accueille le processeur, la mémoire vive, et fournit les connecteurs nécessaires pour relier tous les autres composants entre eux. C'est elle qui assure la circulation des données, des signaux de contrôle et de l'alimentation électrique dans l'ensemble du système.
Un circuit imprimé multicouche
Vue de face, la carte mère semble être une simple plaque verte (ou noire, sur les modèles récents). En réalité, elle est constituée de plusieurs couches de cuivre superposées, séparées par un isolant en résine époxy. Les cartes mères grand public comportent en général six à huit couches de cuivre ; les modèles haut de gamme peuvent en compter dix à seize. Chaque couche remplit un rôle précis : certaines transportent les signaux de données, d'autres distribuent l'alimentation électrique, d'autres encore servent de plan de masse pour réduire les interférences électromagnétiques.
Ces couches sont reliées entre elles par de minuscules trous métallisés appelés vias. Si tu regardes une carte mère de très près, tu verras des centaines de ces petits trous : ce sont les « escaliers » qui permettent aux signaux de passer d'une couche à l'autre.
Les pistes de cuivre gravées sur une carte mère sont si fines qu'on les mesure en micromètres (millièmes de millimètre). L'épaisseur typique d'une couche de cuivre est de 35 micromètres, soit environ la moitié de l'épaisseur d'un cheveu humain. Et pourtant, ces pistes transportent des milliards de signaux par seconde.
Les éléments principaux de la carte mère
| Élément | Rôle | Analogie |
|---|---|---|
| Support du processeur (socket) | Accueille le processeur | Le fauteuil du chef d'orchestre |
| Emplacements mémoire (slots RAM) | Accueillent les barrettes de mémoire vive | Les étagères à portée de main |
| Chipset | Gère la communication entre le processeur, la RAM, le stockage et les périphériques | Le standardiste téléphonique |
| Emplacements d'extension (slots PCIe) | Accueillent les cartes d'extension (carte graphique, carte réseau, etc.) | Les prises supplémentaires |
| Connecteurs SATA / M.2 | Relient les disques de stockage (SSD, disque dur) | Les prises de raccordement vers les armoires |
| Connecteur d'alimentation | Reçoit l'énergie de l'alimentation (PSU) | La prise de courant |
| Panneau arrière (I/O) | Ports USB, Ethernet, audio, vidéo accessibles à l'arrière du boîtier | Les portes vers l'extérieur |
Le chipset - le véritable chef de gare
Le chipset est un composant discret mais fondamental. C'est lui qui décide quels composants peuvent communiquer entre eux, à quelle vitesse, et par quel chemin. Dans les architectures modernes, le chipset est constitué d'une seule puce soudée sur la carte mère (historiquement, il y en avait deux, appelées « pont nord » et « pont sud »). Le pont nord gérait les communications rapides (processeur, RAM, carte graphique) et le pont sud les communications plus lentes (USB, audio, stockage). Aujourd'hui, le pont nord a été intégré directement dans le processeur, mais le principe reste le même : il existe une hiérarchie dans les vitesses de communication.
Le BIOS/UEFI - le tout premier programme
Quand tu allumes un ordinateur, le processeur n'a encore rien en mémoire vive. Aucun système d'exploitation, aucun programme. Comment peut-il démarrer ? La réponse se trouve dans une petite puce de mémoire non volatile soudée sur la carte mère, qui contient un programme spécial appelé BIOS (ou, sur les machines récentes, UEFI).
Le BIOS (Basic Input/Output System, « système élémentaire d'entrée/sortie ») est le premier programme qui s'exécute à l'allumage de l'ordinateur. Il vérifie que les composants essentiels fonctionnent (processeur, mémoire, stockage), puis charge le système d'exploitation depuis le disque de stockage vers la mémoire vive. Son successeur moderne, l'UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), remplit la même fonction avec une interface plus évoluée.
Avant l'invention du circuit imprimé, les composants électroniques étaient reliés entre eux par des fils soudés à la main, un par un. Ce travail était lent, coûteux, et source d'innombrables erreurs. En 1943, l'ingénieur autrichien Paul Eisler, réfugié en Angleterre pour fuir le nazisme, breveta l'idée de graver des pistes conductrices sur un support isolant. Son invention ne fut pas immédiatement adoptée, mais l'armée américaine la reprit après la guerre pour miniaturiser les détonateurs de ses armes. C'est dans les années 1950 que le circuit imprimé commença à se répandre dans l'industrie civile, rendant possible la fabrication en série d'appareils électroniques fiables.
Les bus de données - les autoroutes internes
Les données circulent sur la carte mère par des chemins appelés bus. Un bus est un ensemble de pistes conductrices qui transportent des données entre deux composants. La largeur d'un bus (mesurée en nombre de bits transmis simultanément) et sa fréquence (mesurée en mégahertz ou gigahertz) déterminent son débit. Plus le bus est large et rapide, plus il peut transporter de données par seconde.
Imagine une autoroute. Le nombre de voies correspond à la largeur du bus : une autoroute à quatre voies transporte plus de véhicules qu'une route à une seule voie. La vitesse maximale autorisée correspond à la fréquence du bus. Le débit total - le nombre de véhicules qui passent chaque seconde - dépend des deux paramètres à la fois. Un bus PCIe 4.0 à 16 voies offre un débit d'environ 32 gigaoctets par seconde - assez pour transférer le contenu d'un film en haute définition en une fraction de seconde.
La carte mère est le circuit imprimé principal qui relie tous les composants de l'ordinateur. Elle est constituée de six à huit couches de cuivre (parfois davantage) reliées par des trous métallisés. Le chipset gère la communication entre les composants. Le BIOS (ou UEFI) est le premier programme qui s'exécute au démarrage. Les données circulent par des bus dont le débit dépend de la largeur et de la fréquence.
L'alimentation - du mur à la puce
Chaque composant d'un ordinateur a besoin d'électricité pour fonctionner. Mais l'électricité qui sort de la prise murale n'est pas du tout celle dont les composants ont besoin. La tension est trop élevée, et le courant est du mauvais type. Il faut un intermédiaire : l'alimentation, ce gros bloc métallique posé au fond (ou en haut) du boîtier, d'où partent des dizaines de câbles colorés.
L'alimentation (en anglais, Power Supply Unit ou PSU) est le composant qui convertit le courant alternatif du réseau électrique (230 volts, 50 hertz en France) en courant continu aux tensions dont les composants ont besoin (3,3 volts, 5 volts et 12 volts). Elle distribue ensuite cette énergie à tous les composants via des câbles dédiés.
Courant alternatif et courant continu
Pour comprendre le rôle de l'alimentation, il faut d'abord comprendre la différence entre deux types de courant électrique.
Le courant alternatif (CA, ou AC en anglais pour Alternating Current) est celui qui circule dans les prises murales. Il change de sens cinquante fois par seconde (c'est la fréquence de 50 hertz). Ce type de courant est idéal pour le transport sur de longues distances - c'est pourquoi les centrales électriques et le réseau utilisent du courant alternatif.
Le courant continu (CC, ou DC en anglais pour Direct Current) circule toujours dans le même sens. C'est le type de courant que les composants électroniques utilisent, car les transistors qui composent les processeurs et les mémoires fonctionnent avec des niveaux de tension stables et constants.
Le rôle fondamental de l'alimentation est donc de convertir le courant alternatif à 230 volts en courant continu à basse tension.
Différents composants fonctionnent à différentes tensions. Le processeur et la mémoire vive utilisent des tensions très basses (autour de 1 à 1,5 volt, obtenues par des régulateurs de tension sur la carte mère à partir du 12 V). Les ventilateurs et les disques durs utilisent du 12 volts. Les anciens périphériques utilisaient du 5 volts. Et certains circuits logiques de la carte mère fonctionnent en 3,3 volts. L'alimentation fournit ces trois tensions de base, et la carte mère se charge d'affiner le voltage pour le processeur.
La puissance en watts
La puissance d'une alimentation, exprimée en watts (W), indique la quantité maximale d'énergie qu'elle peut fournir. Un ordinateur de bureau standard nécessite une alimentation de 400 à 600 watts. Un ordinateur de jeu équipé d'une carte graphique puissante peut nécessiter 750 à 1 000 watts, voire davantage.
La puissance se calcule par la formule : P = U × I, où P est la puissance en watts, U la tension en volts et I l'intensité en ampères. Une alimentation de 600 watts sous 230 volts consomme au maximum environ 2,6 ampères au niveau de la prise murale (en réalité un peu plus, en raison des pertes de conversion).
L'alimentation est le seul composant de l'ordinateur qui peut, en cas de panne, endommager tous les autres. Si elle envoie une surtension, elle peut griller le processeur, la mémoire, la carte graphique et la carte mère d'un seul coup. C'est pourquoi les alimentations de qualité intègrent des protections contre les surtensions, les sous-tensions, les courts-circuits et les surcharges. C'est la raison pour laquelle les professionnels considèrent l'alimentation comme le composant sur lequel la qualité est la plus déterminante.
Le rendement - l'énergie perdue en chaleur
Aucune conversion d'énergie n'est parfaite. Lors de la transformation du courant alternatif en courant continu, une partie de l'énergie est perdue sous forme de chaleur. Le rendement d'une alimentation indique le pourcentage d'énergie effectivement transmise aux composants. Une alimentation avec un rendement de 80 % transforme 80 % de l'énergie en courant continu utile et gaspille 20 % en chaleur. Il existe un système de certification appelé 80 PLUS qui classe les alimentations selon leur rendement : 80 PLUS Bronze (85 % à mi-charge), Silver (88 %), Gold (90 %), Platinum (92 %) et Titanium (94 %).
À la fin du XIXe siècle, une véritable bataille opposa deux visions de l'électricité. Thomas Edison défendait le courant continu, qu'il avait utilisé pour construire les premières centrales électriques à New York. Nikola Tesla, ingénieur d'origine serbe, défendait le courant alternatif, qui pouvait être transporté sur de longues distances avec moins de pertes grâce aux transformateurs. La « guerre des courants » dura plusieurs années et donna lieu à des démonstrations spectaculaires. C'est finalement le courant alternatif de Tesla qui l'emporta, et c'est pourquoi, aujourd'hui encore, nos prises murales fournissent du courant alternatif. Chaque alimentation d'ordinateur est donc, d'une certaine manière, un hommage involontaire à la victoire de Tesla.
| Tension | Usage principal | Composants concernés |
|---|---|---|
| +3,3 V | Circuits logiques basse consommation | Certains circuits de la carte mère, RAM (anciennes générations) |
| +5 V | Périphériques, circuits logiques | Ports USB, certains SSD SATA, lecteurs optiques |
| +12 V | Composants à forte consommation | Processeur, carte graphique, ventilateurs, disques durs |
L'alimentation convertit le courant alternatif (230 V, 50 Hz) en courant continu à 3,3 V, 5 V et 12 V. Sa puissance, exprimée en watts, doit être suffisante pour alimenter tous les composants. Son rendement détermine la part d'énergie perdue en chaleur. C'est le seul composant capable d'endommager tous les autres en cas de panne, d'où l'importance de sa qualité.
La carte graphique (GPU) - des millions de petits calculateurs
Le processeur (CPU) est le cerveau de l'ordinateur : il effectue des calculs complexes, prend des décisions logiques, exécute les instructions des programmes. Mais il existe une catégorie de calculs pour laquelle le processeur, malgré toute sa puissance, n'est pas le mieux adapté : les calculs massivement parallèles. C'est ici qu'intervient la carte graphique.
La carte graphique (ou GPU, de l'anglais Graphics Processing Unit, « unité de traitement graphique ») est un composant spécialisé dans le calcul parallèle. Contrairement au processeur, qui exécute quelques opérations très complexes à la fois, le GPU exécute des milliers d'opérations simples simultanément. Il est conçu à l'origine pour calculer les images affichées à l'écran, mais ses capacités sont aujourd'hui utilisées dans de nombreux autres domaines.
La différence fondamentale : série contre parallèle
Pour comprendre la différence entre un CPU et un GPU, imagine deux situations.
Un professeur de mathématiques résout un problème extrêmement difficile au tableau. Il est seul, mais il est capable de raisonner sur des théorèmes complexes, de faire des déductions en chaîne, de manipuler des concepts abstraits. C'est le CPU : peu de cœurs (en général 4 à 24 sur un processeur grand public), mais chaque cœur est puissant et polyvalent.
Maintenant, imagine une classe de mille élèves, chacun assis devant une feuille de papier. Le professeur distribue à chacun une multiplication différente : « 3 × 7 », « 12 × 4 », « 9 × 6 », et ainsi de suite. Les mille élèves calculent en même temps, chacun sur son propre nombre. Aucun d'entre eux ne pourrait résoudre une équation différentielle, mais pour des calculs simples effectués simultanément sur des données différentes, leur puissance collective est écrasante. C'est le GPU : des milliers de petits cœurs (certains GPU modernes en comptent plus de dix mille) qui exécutent tous le même type d'opération en parallèle, chacun sur des données différentes.
Pourquoi l'image a besoin du parallélisme
Un écran Full HD affiche 1 920 × 1 080 pixels, soit 2 073 600 pixels. Pour chaque pixel, il faut calculer une couleur, en tenant compte de la lumière, des textures, des ombres, de la perspective. Et cela doit être fait entre 30 et 60 fois par seconde (voire davantage pour les jeux vidéo). Cela représente des dizaines de milliards de calculs par seconde, mais chaque calcul individuel est relativement simple. Le GPU est taillé exactement pour ce type de tâche.
Aujourd'hui, les GPU ne servent plus seulement à afficher des images. Ils sont aussi utilisés pour faire fonctionner les programmes d'intelligence artificielle. La raison est simple : ces programmes ont besoin d'effectuer un très grand nombre de calculs simples en même temps, exactement le type de travail pour lequel le GPU est conçu. C'est pourquoi NVIDIA, à l'origine fabricant de cartes graphiques pour les jeux vidéo, est devenue l'une des entreprises les plus valorisées au monde.
Le pipeline graphique simplifié
Quand un jeu vidéo ou une application 3D affiche une scène, les données passent par une série d'étapes appelée le pipeline graphique. Voici les étapes principales, simplifiées :
| Étape | Description | Analogie |
|---|---|---|
| 1. Géométrie | Les objets 3D sont définis par des points (sommets) et des triangles qui forment des surfaces | La charpente d'un bâtiment |
| 2. Transformation | Les objets sont positionnés dans l'espace 3D et projetés sur l'écran 2D | Photographier une maquette |
| 3. Rastérisation | Les triangles sont convertis en pixels | Colorier l'intérieur des formes |
| 4. Ombrage | La couleur de chaque pixel est calculée en fonction de la lumière et des textures | Peindre les murs et appliquer le papier peint |
| 5. Affichage | L'image finale est envoyée à l'écran | Accrocher le tableau au mur |
Les premières cartes graphiques, dans les années 1980, ne faisaient qu'afficher du texte ou des images 2D simples. Le processeur calculait tout, et la carte graphique se contentait de convertir les données en signaux pour l'écran. En 1999, NVIDIA lança la GeForce 256 et inventa le terme « GPU » pour la décrire. Pour la première fois, la carte graphique pouvait effectuer elle-même les calculs géométriques en 3D (transformation et éclairage), libérant le processeur de cette tâche. Le nombre de transistors sur les GPU a ensuite explosé : la GeForce 256 en comptait 23 millions en 1999 ; un GPU haut de gamme en compte aujourd'hui plus de 70 milliards.
La mémoire vidéo (VRAM)
Le GPU possède sa propre mémoire, appelée VRAM (Video RAM). Cette mémoire stocke les textures (les images plaquées sur les surfaces 3D), les données géométriques et l'image en cours de calcul. Elle est séparée de la RAM principale de l'ordinateur, et elle est beaucoup plus rapide en écriture et en lecture, car elle est optimisée pour les transferts massifs de données dont le GPU a besoin.
Le GPU est un processeur spécialisé dans le calcul massivement parallèle. Il contient des milliers de petits cœurs qui exécutent des opérations simples simultanément. Il est indispensable pour l'affichage 3D en temps réel (jeux vidéo, modélisation) et est aujourd'hui largement utilisé pour l'intelligence artificielle. Le pipeline graphique transforme les données 3D en pixels à l'écran en cinq étapes principales. La carte graphique possède sa propre mémoire (VRAM), séparée de la RAM du système.
Le refroidissement - la bataille contre la chaleur
Chaque calcul qu'effectue un transistor consomme de l'énergie. Et chaque conversion d'énergie produit de la chaleur. Un processeur moderne contient des milliards de transistors qui commutent des milliards de fois par seconde. La quantité de chaleur produite est considérable : un processeur de bureau peut dissiper entre 65 et 125 watts de chaleur en fonctionnement normal, et davantage sous forte charge. Si cette chaleur n'est pas évacuée, la température monte, et les conséquences sont graves.
Le refroidissement est l'ensemble des dispositifs qui évacuent la chaleur produite par les composants électroniques pour maintenir leur température dans les limites de fonctionnement. Les deux méthodes les plus courantes sont le refroidissement par air (dissipateur thermique et ventilateur) et le refroidissement par liquide (watercooling).
Pourquoi un processeur chauffe - l'effet Joule
La chaleur produite par les composants électroniques est une conséquence de l'effet Joule, un phénomène physique découvert par le physicien britannique James Prescott Joule en 1841. Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur qui offre une résistance, une partie de l'énergie est convertie en chaleur. La puissance dissipée sous forme de chaleur est donnée par la formule : P = R × I², où P est la puissance en watts, R la résistance en ohms et I l'intensité du courant en ampères.
Dans un processeur, chaque transistor qui commute entre l'état « passant » et l'état « bloqué » consomme une infime quantité d'énergie, qui se dissipe en chaleur. Mais quand des milliards de transistors commutent des milliards de fois par seconde, ces infimes quantités s'additionnent et produisent une chaleur importante.
Le dissipateur thermique - la science des ailettes
Le premier rempart contre la chaleur est le dissipateur thermique, un bloc de métal (aluminium ou cuivre) posé directement sur le processeur. Sa forme caractéristique - une série d'ailettes fines et serrées - n'est pas un hasard : les ailettes augmentent la surface de contact avec l'air. Plus la surface est grande, plus la chaleur se dissipe rapidement dans l'air ambiant.
Entre le processeur et le dissipateur, on applique une fine couche de pâte thermique, un composé conducteur de chaleur. Sans elle, les micro-imperfections des deux surfaces métalliques créeraient de minuscules poches d'air qui isoleraient le processeur au lieu de le refroidir.
La pâte thermique est si importante que le simple fait de la remplacer sur un ordinateur ancien peut faire baisser la température du processeur de 10 à 15 degrés. Avec le temps, la pâte thermique sèche et perd de son efficacité, créant un mauvais contact thermique.
Le ventilateur - le vent artificiel
Le dissipateur seul ne suffit pas toujours. Si l'air autour des ailettes ne se renouvelle pas, il s'échauffe progressivement et cesse d'absorber la chaleur. Le ventilateur, fixé sur le dissipateur, force la circulation de l'air frais à travers les ailettes. Ce mouvement d'air permanent maintient un écart de température entre les ailettes et l'air ambiant, ce qui entretient le transfert de chaleur.
Le refroidissement liquide - le radiateur automobile
Pour les systèmes les plus puissants, le refroidissement par air ne suffit plus. On utilise alors le refroidissement liquide (en anglais, watercooling), dont le principe est exactement celui du système de refroidissement d'une automobile. Un bloc de cuivre est posé sur le processeur. Un liquide caloporteur (en général de l'eau avec un additif anticorrosion) circule à travers ce bloc, absorbe la chaleur, puis est pompé vers un radiateur placé ailleurs dans le boîtier (souvent en haut ou à l'avant), où des ventilateurs dissipent la chaleur dans l'air. Le liquide refroidi retourne ensuite vers le processeur, et le cycle recommence.
Les processeurs modernes intègrent un mécanisme de sécurité appelé étranglement thermique (en anglais, throttling). Quand la température dépasse un seuil critique (en général autour de 100 °C), le processeur réduit automatiquement sa fréquence de fonctionnement pour produire moins de chaleur. Il devient plus lent, mais il se protège de la destruction. Si la température continue de monter malgré l'étranglement, le processeur finit par s'éteindre complètement pour éviter les dégâts irréversibles. Ce mécanisme n'existait pas sur les processeurs anciens : dans les années 1990, un ventilateur défaillant pouvait détruire un processeur en quelques secondes.
| Méthode | Principe | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| Refroidissement par air | Dissipateur métallique + ventilateur | Simple, fiable, peu coûteux | Bruyant, limité en performance |
| Refroidissement liquide (watercooling) | Liquide caloporteur + radiateur + pompe | Très efficace, plus silencieux | Plus cher, risque de fuite |
| Refroidissement par immersion | Composants plongés dans un liquide diélectrique | Extrêmement efficace | Réservé aux centres de données, très coûteux |
Tu peux observer l'effet du refroidissement toi-même. Prends une canette de boisson sortie du réfrigérateur et pose-la sur une table. Si l'air est immobile, la canette met longtemps à se réchauffer. Maintenant, souffle dessus : elle se réchauffe plus vite, parce que le mouvement d'air accélère le transfert de chaleur. C'est exactement le rôle du ventilateur sur un dissipateur : le métal du dissipateur joue le rôle de la canette, et le ventilateur joue le rôle de ton souffle.
Les composants électroniques produisent de la chaleur en raison de l'effet Joule. Le dissipateur thermique augmente la surface d'échange avec l'air grâce à ses ailettes. La pâte thermique assure un bon contact entre le processeur et le dissipateur. Le ventilateur renouvelle l'air pour maintenir l'efficacité du transfert. Le refroidissement liquide utilise un liquide caloporteur pour transférer la chaleur vers un radiateur. Les processeurs modernes intègrent un système d'autoprotection (étranglement thermique) qui réduit leur vitesse en cas de surchauffe.
Les périphériques d'entrée - parler à la machine
Un ordinateur peut calculer, stocker et afficher. Mais pour qu'il fasse quoi que ce soit, il faut d'abord qu'un être humain lui donne une instruction. Les périphériques d'entrée sont les outils qui permettent cette communication : ils convertissent les actions physiques de l'utilisateur (appuyer sur une touche, déplacer la main, parler) en signaux numériques que le processeur peut interpréter.
Un périphérique d'entrée est un dispositif qui permet à l'utilisateur d'envoyer des informations à l'ordinateur. Il convertit une action physique (pression, mouvement, son, image) en un signal électrique numérique.
Le clavier - de la touche au signal
Le clavier est le périphérique d'entrée le plus ancien et le plus fondamental. Quand tu appuies sur une touche, voici ce qui se passe, en une fraction de seconde :
Sous chaque touche se trouve un contacteur (mécanique ou à membrane). Quand la touche est enfoncée, le contacteur ferme un circuit électrique. Un petit processeur intégré au clavier (oui, même ton clavier a un processeur !) analyse en permanence une matrice de lignes et de colonnes pour déterminer quelle touche a été enfoncée. Il génère alors un scancode - un code numérique unique pour chaque touche - et l'envoie à l'ordinateur via le câble USB (ou par ondes radio si le clavier est sans fil). Le système d'exploitation reçoit ce scancode et le traduit en caractère (la lettre « A », le chiffre « 7 », la touche Entrée, etc.).
La disposition AZERTY du clavier français est un héritage direct des machines à écrire mécaniques du XIXe siècle. Contrairement à une légende répandue, cet agencement n'a pas été conçu pour « ralentir la frappe » afin d'éviter que les barres de caractères ne s'emmêlent. Les raisons exactes de cette disposition restent discutées par les historiens de la technique, mais elle résulte probablement d'un compromis entre les habitudes des dactylographes, les contraintes mécaniques et les choix commerciaux des fabricants.
La souris - du déplacement au pixel
La souris traduit un mouvement physique (le déplacement de ta main sur la table) en un mouvement du curseur à l'écran. Les premières souris utilisaient une boule mécanique dont la rotation entraînait deux roues perpendiculaires, mesurant le déplacement horizontal et vertical. Les souris modernes utilisent un capteur optique ou laser : une minuscule caméra photographie la surface sous la souris des centaines voire des milliers de fois par seconde, et un processeur compare les images successives pour détecter le mouvement.
Le microphone - du son au nombre
Le microphone est un périphérique d'entrée qui convertit les ondes sonores en signaux électriques. Une membrane vibre sous l'effet des ondes sonores, et cette vibration est transformée en un signal électrique analogique. Ce signal analogique est ensuite converti en données numériques par un convertisseur analogique-numérique (CAN) qui « échantillonne » le signal - c'est-à-dire qu'il mesure l'amplitude de l'onde sonore à intervalles réguliers et stocke chaque mesure sous forme d'un nombre.
La souris a été inventée en 1964 par Douglas Engelbart, un ingénieur américain du Stanford Research Institute. Son prototype était un bloc de bois avec un seul bouton et deux roues métalliques perpendiculaires. Le nom « souris » vient simplement de la ressemblance entre le câble de connexion et la queue de l'animal. Engelbart présenta la souris lors d'une célèbre démonstration le 9 décembre 1968, souvent appelée « la mère de toutes les démos », où il montra également l'hypertexte, la visioconférence et l'édition collaborative de documents - des concepts qui ne se démocratiseraient que trente ans plus tard.
Les autres périphériques d'entrée
| Périphérique | Type de signal capté | Conversion |
|---|---|---|
| Scanner | Lumière réfléchie par un document | Image numérique (pixels) |
| Webcam | Lumière d'une scène | Flux vidéo numérique |
| Lecteur d'empreinte | Relief du doigt | Empreinte numérisée |
| Manette de jeu | Mouvements et pressions | Coordonnées et états des boutons |
| Écran tactile | Position du doigt sur l'écran | Coordonnées (x, y) du toucher |
Malgré leur diversité, tous les périphériques d'entrée partagent le même principe fondamental : ils convertissent un phénomène physique du monde réel (pression, mouvement, son, lumière, chaleur) en une séquence de nombres binaires (des 0 et des 1) que le processeur peut traiter. Cette conversion du monde réel en données numériques est au cœur de toute l'informatique.
Les périphériques d'entrée convertissent les actions physiques de l'utilisateur en signaux numériques. Le clavier utilise une matrice de contacts et des scancodes. La souris utilise un capteur optique ou laser qui photographie la surface sous elle. Le microphone convertit les ondes sonores en données numériques via un convertisseur analogique-numérique. Tous les périphériques d'entrée partagent le même principe : transformer le monde physique en nombres.
Les périphériques de sortie - la machine répond
Au chapitre précédent, tu as appris comment l'utilisateur parle à la machine. Mais un ordinateur qui ne ferait que recevoir des instructions sans jamais montrer de résultat serait parfaitement inutile. Les périphériques de sortie effectuent le chemin inverse : ils convertissent les données numériques de l'ordinateur en quelque chose que les sens humains peuvent percevoir - lumière, son, encre sur du papier.
Un périphérique de sortie est un dispositif qui convertit les données numériques de l'ordinateur en une forme perceptible par l'être humain : image (écran, imprimante) ou son (haut-parleurs).
L'écran - la sortie reine
L'écran est le périphérique de sortie le plus important et le plus utilisé. Son principe fondamental est le suivant : l'écran reçoit du GPU un signal numérique qui décrit la couleur de chaque pixel, et il le convertit en lumière visible grâce à des millions de sous-pixels rouges, verts et bleus. Un autre cours de cette série explore en détail les technologies d'affichage.
Les haut-parleurs - du nombre à l'onde sonore
Le chemin parcouru par le son dans un haut-parleur est exactement l'inverse de celui du microphone. Les données numériques (une suite de nombres représentant l'amplitude du son à chaque instant) sont d'abord converties en un signal électrique analogique par un convertisseur numérique-analogique (CNA), le symétrique exact du CAN du microphone. Ce signal électrique est ensuite envoyé à une bobine fixée à une membrane. La bobine, placée dans le champ d'un aimant permanent, vibre en fonction du signal reçu, et la membrane pousse l'air environnant, créant des ondes sonores que ton oreille perçoit comme du son.
Un haut-parleur et un microphone fonctionnent sur le même principe physique, simplement dans le sens inverse. Un haut-parleur convertit un signal électrique en mouvement de membrane, un microphone convertit un mouvement de membrane en signal électrique. En théorie, tu pourrais utiliser un haut-parleur comme un microphone (et inversement), même si la qualité serait médiocre.
L'imprimante - de l'encre au papier
L'imprimante convertit un document numérique en une image permanente sur du papier. Il existe deux technologies principales :
L'imprimante à jet d'encre projette des gouttelettes microscopiques d'encre liquide sur le papier. Chaque gouttelette mesure entre 15 et 25 micromètres de diamètre, soit environ trois à cinq fois moins qu'un cheveu humain. La tête d'impression se déplace horizontalement pendant que le papier avance verticalement, ligne par ligne.
L'imprimante laser utilise un procédé complètement différent. Un faisceau laser dessine l'image sur un tambour photosensible chargé d'électricité statique. Le toner (une poudre fine) adhère aux zones dessinées par le laser. Le papier passe sur le tambour, récupère le toner, puis passe dans un four qui fait fondre la poudre et la fixe définitivement sur le papier. C'est pourquoi les feuilles sortent chaudes d'une imprimante laser.
| Caractéristique | Jet d'encre | Laser |
|---|---|---|
| Vitesse | Lente à moyenne | Rapide |
| Qualité photo | Excellente | Bonne mais inférieure |
| Coût à l'achat | Faible | Plus élevé |
| Coût par page | Élevé (l'encre coûte cher) | Faible (le toner dure longtemps) |
| Résistance à l'eau | Mauvaise (l'encre peut couler) | Bonne (le toner est fondu) |
La technologie de l'imprimante laser a été inventée par Gary Starkweather chez Xerox en 1969. Mais Xerox, spécialisée dans les photocopieuses, ne voyait pas l'intérêt d'une imprimante qui ne produirait qu'un seul exemplaire à la fois. Starkweather dut se battre contre sa propre hiérarchie pour continuer ses recherches. Xerox finit par commercialiser la première imprimante laser, la Xerox 9700, en 1977 - mais c'est la LaserWriter d'Apple, en 1985, combinée au logiciel PageMaker d'Aldus, qui déclencha la révolution de la publication assistée par ordinateur (PAO). Pour la première fois, n'importe qui pouvait produire des documents d'aspect professionnel depuis son bureau.
Les périphériques de sortie convertissent les données numériques en informations perceptibles : lumière (écran), son (haut-parleurs) ou encre (imprimante). Les haut-parleurs utilisent un convertisseur numérique-analogique et une membrane vibrante. Les imprimantes à jet d'encre projettent des microgouttelettes, tandis que les imprimantes laser utilisent un tambour, du toner et un four.
Le réseau - quand les ordinateurs se parlent
Jusqu'ici, nous avons étudié l'ordinateur comme une machine isolée. Mais dans le monde réel, presque aucun ordinateur ne fonctionne seul. Ils sont connectés - entre eux, à des serveurs, à Internet. Pour cela, chaque ordinateur a besoin d'un composant capable d'envoyer et de recevoir des données à travers un câble ou par ondes radio : la carte réseau.
Une carte réseau est un composant (intégré à la carte mère ou ajouté séparément) qui permet à un ordinateur de se connecter à un réseau informatique. Elle convertit les données de l'ordinateur en signaux transmissibles (électriques, optiques ou radio) et inversement. Les deux types les plus courants sont la carte Ethernet (connexion filaire) et la carte Wi-Fi (connexion sans fil).
Ethernet - le réseau par le câble
La connexion Ethernet utilise un câble reconnaissable à son connecteur RJ45, un petit rectangle transparent à huit broches. Les données sont transmises sous forme de signaux électriques à travers les paires de fils torsadés du câble. Les torsades ne sont pas un hasard : elles réduisent les interférences électromagnétiques entre les fils voisins.
Les débits Ethernet ont considérablement augmenté au fil du temps. La technologie Ethernet a été inventée en 1973 par Robert Metcalfe chez Xerox, avec un débit initial de 2,94 mégabits par seconde. Le premier standard industriel, publié en 1980, porta ce débit à 10 mégabits par seconde. Les connexions Ethernet grand public atteignent aujourd'hui couramment 1 gigabit par seconde (1 Gbps), et les normes les plus récentes permettent 2,5, 5 voire 10 Gbps.
Wi-Fi - le réseau par les ondes
Le Wi-Fi transmet les données par ondes radio, sans câble. La carte Wi-Fi de l'ordinateur émet et reçoit des ondes électromagnétiques sur des fréquences précises (principalement 2,4 GHz et 5 GHz, avec l'ajout récent du 6 GHz). Un routeur Wi-Fi fait le lien entre le réseau sans fil et le réseau filaire (généralement la connexion Internet du foyer).
Le Wi-Fi est plus pratique que l'Ethernet (pas de câble), mais il est plus lent, plus sujet aux interférences (les murs, les appareils électroménagers et les réseaux des voisins perturbent le signal) et offre une latence plus élevée. C'est pourquoi les utilisateurs qui ont besoin de la connexion la plus stable et la plus rapide possible (joueurs en ligne, professionnels) préfèrent souvent le câble Ethernet.
| Caractéristique | Ethernet (filaire) | Wi-Fi (sans fil) |
|---|---|---|
| Support | Câble RJ45 (paires torsadées) | Ondes radio (2,4 / 5 / 6 GHz) |
| Débit typique | 1 à 10 Gbps | 100 Mbps à 2 Gbps (variable) |
| Latence | Très faible (< 1 ms) | Variable (1 à 20 ms) |
| Stabilité | Excellente | Dépend de l'environnement |
| Mobilité | Aucune (câble) | Totale dans la zone couverte |
Adresses MAC et adresses IP - l'identité de chaque machine
Pour que deux ordinateurs puissent communiquer, chacun doit avoir une identité unique sur le réseau. Il en existe deux types :
L'adresse MAC (Media Access Control) est un identifiant gravé dans la carte réseau lors de sa fabrication. Elle est composée de six groupes de deux chiffres hexadécimaux (par exemple, A4:83:E7:2B:00:F1). Chaque carte réseau au monde possède en principe une adresse MAC unique.
L'adresse IP (Internet Protocol) est un identifiant logique attribué par le réseau. Elle change selon le réseau auquel l'ordinateur est connecté. Par exemple, ton ordinateur à la maison a une adresse IP différente de celle qu'il reçoit lorsque tu te connectes au réseau de l'école.
L'adresse MAC est comme ton nom de naissance : elle est fixée à la fabrication et ne change (normalement) jamais. L'adresse IP est comme ton adresse postale : elle change quand tu déménages (quand tu changes de réseau). Pour envoyer un courrier, il faut connaître l'adresse postale (IP), mais pour identifier le destinataire de manière absolue, on utilise le nom (MAC).
Le 29 octobre 1969, Charley Kline, étudiant à l'université de Californie à Los Angeles (UCLA), tenta d'envoyer le mot « LOGIN » à un ordinateur de l'Institut de recherche de Stanford, via le réseau ARPANET, l'ancêtre d'Internet. Il tapa la lettre « L », puis la lettre « O » - et le système planta. Le premier message jamais envoyé sur un réseau informatique fut donc « LO ». Environ une heure plus tard, après redémarrage, le mot « LOGIN » complet fut transmis avec succès. Ce réseau rudimentaire reliait alors quatre universités américaines. Il allait devenir Internet.
Le mot « Ethernet » vient de « ether », le milieu hypothétique que les physiciens du XIXe siècle pensaient remplir tout l'espace et servir de support à la propagation de la lumière. Robert Metcalfe, l'inventeur d'Ethernet, choisit ce nom parce que son réseau pouvait transporter des données sur n'importe quel type de support (câble, fibre, etc.), un peu comme l'éther était censé être partout.
La carte réseau permet à l'ordinateur de communiquer avec d'autres machines. Ethernet utilise un câble RJ45 et des signaux électriques, offrant stabilité et débit élevé. Le Wi-Fi utilise des ondes radio, offrant mobilité mais avec moins de stabilité. Chaque carte réseau possède une adresse MAC unique (identité matérielle) et reçoit une adresse IP du réseau (identité logique). Le premier message transmis sur l'ancêtre d'Internet, ARPANET, fut « LO » en 1969.
Le boîtier et l'assemblage - comment tout s'emboîte
Nous avons étudié chaque composant séparément. Mais dans la pratique, tous ces composants doivent tenir ensemble, dans un espace organisé, avec une circulation d'air correcte et des branchements fiables. C'est le rôle du boîtier, et la question de l'assemblage est loin d'être anodine.
Le boîtier (ou case en anglais) est la structure métallique ou plastique qui contient et protège l'ensemble des composants d'un ordinateur. Il assure la fixation mécanique de la carte mère, de l'alimentation, des disques de stockage et des ventilateurs, et organise la circulation de l'air pour le refroidissement.
Les formats de carte mère et de boîtier
La carte mère et le boîtier doivent être compatibles en taille. Il existe des formats standardisés, les plus courants étant :
| Format | Dimensions | Usage typique |
|---|---|---|
| ATX | 305 × 244 mm | Ordinateurs de bureau standard et gaming |
| Micro-ATX | 244 × 244 mm | Configurations plus compactes |
| Mini-ITX | 170 × 170 mm | Très petits ordinateurs, home cinéma |
Un boîtier ATX peut accueillir une carte mère ATX, Micro-ATX ou Mini-ITX (les trous de fixation sont compatibles vers le bas). Mais un boîtier Mini-ITX ne peut accueillir qu'une carte mère Mini-ITX.
La gestion du flux d'air
Le refroidissement ne dépend pas uniquement des dissipateurs et des ventilateurs posés sur les composants. Il dépend aussi de la circulation de l'air dans l'ensemble du boîtier. Le principe est simple : de l'air frais entre par l'avant (ou le bas) du boîtier, traverse les composants en absorbant leur chaleur, et ressort par l'arrière (ou le haut). Les ventilateurs du boîtier créent ce flux d'air dirigé.
Un bon flux d'air (en anglais, airflow) respecte une règle d'or : le nombre de ventilateurs qui poussent l'air vers l'intérieur (aspiration, intake) doit être à peu près égal au nombre de ventilateurs qui poussent l'air vers l'extérieur (extraction, exhaust). Un léger excès d'aspiration est généralement préférable, car il crée une surpression qui empêche la poussière d'entrer par les interstices du boîtier.
La poussière est l'ennemie silencieuse de tout ordinateur. En s'accumulant sur les ailettes du dissipateur et sur les pales des ventilateurs, elle forme une couche isolante qui réduit l'efficacité du refroidissement. Un nettoyage annuel à l'air comprimé peut faire baisser la température des composants de plusieurs degrés et prolonger la durée de vie de la machine.
L'assemblage - l'ordre compte
Assembler un ordinateur est un processus logique qui suit un ordre précis. Installer un composant au mauvais moment peut obliger à tout démonter. Voici l'ordre généralement suivi par les professionnels :
| Étape | Opération | Pourquoi cet ordre |
|---|---|---|
| 1 | Installer le processeur et le dissipateur sur la carte mère | Plus facile hors du boîtier |
| 2 | Installer la RAM | Accès facile tant que la carte est à plat |
| 3 | Installer le SSD M.2 (si applicable) | Le slot est parfois sous la carte graphique |
| 4 | Fixer la carte mère dans le boîtier | Tout le reste se branche dessus |
| 5 | Installer l'alimentation | Ses câbles doivent passer derrière la carte mère |
| 6 | Brancher les câbles d'alimentation | Carte mère, CPU, stockage |
| 7 | Installer la carte graphique | En dernier car elle est volumineuse et fragile |
| 8 | Brancher les ventilateurs et les connecteurs du boîtier | Finalisation |
Les composants électroniques sont extrêmement sensibles à l'électricité statique. Une décharge invisible - celle que tu ressens parfois en touchant une poignée de porte après avoir marché sur de la moquette - peut atteindre plusieurs milliers de volts. Un transistor, qui fonctionne avec des tensions de l'ordre du volt, peut être détruit instantanément par une telle décharge. C'est pourquoi les composants sont livrés dans des sachets antistatiques (les fameux sachets gris ou roses), et pourquoi les monteurs professionnels portent un bracelet antistatique relié à la masse pour décharger en permanence l'électricité accumulée par leur corps.
Un boîtier bien assemblé ne se contente pas de fonctionner : ses câbles sont organisés avec soin. Cette pratique, appelée gestion des câbles (en anglais, cable management), n'est pas qu'une question d'esthétique. Des câbles en désordre peuvent bloquer la circulation de l'air, augmenter la température des composants et rendre toute maintenance future pénible. Les bons boîtiers offrent un espace derrière la plaque de la carte mère pour faire passer les câbles hors de la zone principale, où circule l'air de refroidissement.
Le boîtier protège et organise les composants. Les formats standardisés (ATX, Micro-ATX, Mini-ITX) garantissent la compatibilité entre carte mère et boîtier. Le flux d'air doit être organisé avec un équilibre entre aspiration et extraction. L'assemblage suit un ordre logique pour éviter de démonter. L'électricité statique est le danger principal lors du montage. La gestion des câbles améliore le refroidissement et la maintenance.
Récapitulatif général - le système complet
Tu as maintenant exploré chacun des composants qui forment un ordinateur. Il est temps de prendre du recul et de regarder l'ensemble. Car la leçon fondamentale de ce cours n'est pas la liste des composants - c'est la manière dont ils forment un système cohérent.
Le parcours complet d'une action
Pour illustrer la cohérence du système, suivons le chemin d'une action apparemment simple : tu tapes une lettre au clavier, et elle s'affiche à l'écran.
1. Ton doigt appuie sur la touche « A » du clavier. Le contacteur se ferme, le processeur du clavier génère un scancode, qui est envoyé via USB à la carte mère.
2. Le signal arrive au chipset, qui le transmet au processeur via un bus de données.
3. Le processeur, alimenté par l'alimentation (qui a converti le 230 V alternatif en 12 V continu, ensuite régulé en ~1,2 V par la carte mère), exécute le programme en cours. Il lit les données nécessaires depuis la RAM (chargées depuis le SSD au démarrage).
4. Le processeur demande au GPU de mettre à jour l'image affichée. Le GPU calcule les pixels modifiés en utilisant sa VRAM.
5. Le GPU envoie l'image mise à jour à l'écran via le câble vidéo. L'écran allume les sous-pixels correspondants, et tu vois la lettre « A » apparaître.
6. Pendant tout ce processus, le dissipateur et le ventilateur évacuent la chaleur produite par le processeur et le GPU.
Cette séquence, qui prend quelques millisecondes, mobilise chaque composant étudié dans ce cours. Si l'un d'entre eux est absent, défaillant ou trop lent, la lettre ne s'affiche pas - ou s'affiche avec un délai perceptible.
L'ensemble de ce parcours - du doigt à l'écran - prend en moyenne entre 5 et 50 millisecondes selon le matériel. C'est si rapide que tu as l'impression que la lettre apparaît « instantanément ». Mais les joueurs professionnels, qui entraînent leurs réflexes, perçoivent des différences de quelques millisecondes entre un bon et un mauvais système. C'est pourquoi le choix du matériel est si important dans les compétitions de jeux vidéo.
L'ordinateur est un système dont chaque composant dépend des autres. Une action aussi simple que taper une lettre au clavier mobilise le clavier, la carte mère, le processeur, la RAM, le GPU, l'écran, l'alimentation et le système de refroidissement. L'architecture fondamentale - traiter, stocker, communiquer, alimenter, échanger - reste la même quelle que soit la taille de la machine, du smartphone au superordinateur.