▷ Composants d'une carte mère 【pièce par pièce】 ⭐️

Également connue sous le nom de carte mère, mobo (abréviation), MB (abréviation), carte système et même carte logique, une carte mère d'ordinateur est utilisée pour connecter toutes les parties d'un ordinateur. Le processeur, la mémoire, les disques durs, la carte graphique, les cartes d'extension et d'autres ports se connectent à la carte mère directement ou via des câbles.

La carte mère est le matériel informatique qui peut être considéré comme la «colonne vertébrale» du PC, ou plutôt comme le concentrateur où toutes les pièces sont réunies.

Les téléphones, tablettes et autres petits appareils ont également des cartes mères, mais ils sont souvent appelés cartes logiques ou PCB.

Ses composants sont souvent soudés directement sur la carte pour économiser de l'espace, ce qui signifie qu'il n'y a pas de connecteurs d'extension pour les mises à niveau comme celles vues sur les ordinateurs de bureau.

Il y a quelques années, l'ordinateur IBM sorti en 1981 est considéré comme la première carte mère d'ordinateur. Cependant, actuellement, les fabricants de cartes mères les plus populaires sont ASUS, MSI, Gigabyte, EVGA, Supercomputer ou le classique Biostar.

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Parties d'une carte mère

Tout derrière le boîtier de l'ordinateur est en quelque sorte connecté à la carte mère afin que tous les composants puissent communiquer entre eux.

Cela inclut les cartes graphiques, les cartes son, les disques durs, les lecteurs optiques, les microprocesseurs (1 ou 2), la RAM, les connexions USB ou l'alimentation électrique.

Sur une carte mère, il y a également des connecteurs d'extension, des cavaliers, des condensateurs, des connexions d'alimentation de périphérique et de données, des ventilateurs, des dissipateurs de chaleur et des trous de vis.

Tous ces composants seront détaillés ci-dessous.

Faits importants sur la carte mère

Les cartes mères, les blocs d'alimentation et les boîtiers pour PC proviennent de l'usine de différentes tailles, appelées «facteurs de forme». Ces trois composants d'un PC doivent être compatibles en termes de taille afin de fonctionner correctement.

Les cartes mères varient considérablement en fonction des types de composants qu'elles prennent en charge. Par exemple, chaque carte mère prend en charge un seul type de processeur et une courte liste de types de mémoire. De plus, certaines cartes graphiques, mémoires RAM, disques durs et autres périphériques peuvent ne pas être compatibles. Le fabricant de la carte mère doit fournir des directives claires sur la compatibilité des composants.

Dans les ordinateurs portables et les tablettes, et de plus en plus même dans les ordinateurs de bureau, la carte mère intègre généralement les fonctions de la carte vidéo et de la carte son. Cela permet de garder ces types d'ordinateurs petits. Cependant, cela empêche également la mise à jour de ces composants intégrés.

De plus, de mauvais mécanismes de refroidissement de la carte mère peuvent endommager le matériel qui y est connecté. C'est pourquoi les appareils hautes performances tels que les processeurs haut de gamme et les cartes vidéo sont souvent refroidis par des dissipateurs de chaleur, et les capteurs intégrés sont souvent utilisés pour détecter la température et communiquer avec le BIOS ou le système d'exploitation pour régler la vitesse du ventilateur.

Les périphériques connectés à une carte mère nécessitent souvent l'installation manuelle de pilotes de périphérique pour fonctionner avec le système d'exploitation.

Description physique d'une carte mère

Sur un PC, la carte mère se monte à l'intérieur du boîtier ou du châssis, face au côté le plus facile d'accès. Il est solidement fixé à l'aide de petites vis à travers des trous pré-percés.

L'avant de la carte mère contient des ports auxquels tous les composants internes se connectent. Un seul socket / socket abrite le processeur, tandis que plusieurs emplacements permettent la connexion d'un ou plusieurs modules de mémoire.

Nous trouvons également d'autres ports qui résident sur la carte mère, qui permettent au disque dur et au lecteur optique de se connecter via des câbles de données.

Les petits câbles à l'avant du boîtier de l'ordinateur se connectent à la carte mère pour permettre à l'alimentation, au bouton d'alimentation et aux voyants LED de fonctionner. L'alimentation de l'alimentation est fournie à la carte mère via un port spécialement conçu.

À l'avant de la carte mère se trouvent également une série de fentes pour cartes périphériques. Ces emplacements sont ceux où la plupart des cartes vidéo, cartes son et autres cartes d'extension sont connectées à la carte mère.

Sur le côté gauche de la carte mère (le côté face à l'arrière du châssis), il y a un certain nombre de ports. Ces ports permettent la connexion de la plupart des périphériques informatiques externes tels que moniteur, clavier, souris, haut-parleurs, câble réseau et bien plus encore.

Toutes les cartes mères modernes incluent également des ports USB et, de plus en plus, d'autres ports tels que HDMI, USB Type C avec Thunderbolt 3 ou MiniDisplayPort qui permettent aux appareils compatibles de se connecter à l'ordinateur en cas de besoin, tels que des appareils photo numériques, des imprimantes et plus encore.

Qu'y a-t-il sur une carte mère?

Les cartes mères pour ordinateurs portables font le même travail que les cartes mères pour PC, mais elles sont faites sur mesure et varient considérablement dans la conception et la disposition. De plus, bien qu'une carte mère PC soit conçue pour avoir de la place pour ajouter des composants supplémentaires, sur une carte mère d'ordinateur portable, la seule chose qui peut généralement être mise à niveau est la RAM.

Cela étant dit, ce sont les principaux composants d'une carte mère:

Socket CPU (processeur)

C'est là que le CPU ou le processeur se connecte. Tous les ordinateurs modernes ont de grands dispositifs de refroidissement sur le dessus du processeur, qui se composent généralement d'un bloc métallique à ailettes et d'un ventilateur. La prise est soigneusement conçue pour que le processeur ne rentre qu'au bon endroit.

Également connu sous le nom de microprocesseur ou processeur, le CPU est le cerveau de l'ordinateur. Il est responsable de l'obtention, du décodage et de l'exécution des instructions du programme, ainsi que de l'exécution des calculs mathématiques et logiques.

La puce du processeur est identifiée à sa surface par le type de processeur et le fabricant. Ces informations sont généralement inscrites sur la puce elle-même. Par exemple, Intel 386, Advanced Micro Devices (AMD) 386, Cyrix 486, Pentium MMX, Intel Core 2 Duo, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Core i9, AMD Threadripper ou AMD Ryzen.

Si la puce du processeur n'est pas sur la carte mère, vous pouvez identifier le socket du processeur comme socket 1 à socket 8, LGA 775 et plusieurs autres. Cela peut vous aider à identifier le processeur qui s'insère dans le socket. Par exemple, un processeur 486DX s'insère dans le socket 3. Un processeur Intel Core i-7 8700K sur le socket LGA 1151, un i9-7900X sur le socket LGA 2011, ou les AMD Ryzen de première et deuxième génération sur l'AM4.

Emplacements de mémoire RAM (mémoire DDR)

La plupart des ordinateurs de bureau ont deux, quatre ou huit emplacements pour la RAM. Plus de fentes signifie que plus de RAM peut être ajustée, jusqu'au maximum spécifié dans le manuel de la carte mère. Dans les ordinateurs portables, les emplacements RAM sont généralement la seule partie de la carte mère que l'utilisateur peut remplacer.

Les modules RAM sont longs et minces. Les fentes ont un mécanisme le long duquel correspond à un espace dans le module RAM, donc le module ne s'adaptera que dans le bon sens. Cet écart garantit également que la RAM incompatible ne peut pas être installée sur une carte, comme un module DDR2 plus ancien sur une carte mère DDR4 moderne.

La mémoire à accès aléatoire, ou RAM, fait généralement référence à des puces informatiques qui stockent temporairement des données dynamiques pour améliorer les performances de l'ordinateur pendant son fonctionnement.

En d'autres termes, c'est le lieu de travail de l'ordinateur, où les programmes et les données actifs sont chargés de sorte que chaque fois que le processeur en a besoin, vous n'avez pas à les récupérer à partir du disque dur.

La mémoire à accès aléatoire est volatile, ce qui signifie qu'elle perd son contenu une fois l'ordinateur éteint. Ceci est différent de la mémoire non volatile, comme les disques durs et la mémoire flash, qui ne nécessitent pas de source d'alimentation pour stocker les données.

Lorsqu'un ordinateur est correctement arrêté, toutes les données situées dans la RAM sont retournées au stockage permanent sur le disque dur ou le lecteur flash. Au prochain démarrage, la RAM commence à se remplir de programmes chargés automatiquement au démarrage, un processus appelé démarrage.

Emplacements d'extension: PCI Express et PCI

Ils sont utilisés pour ajouter des composants supplémentaires à votre PC, tels que des graphiques ou des cartes son. Il existe deux principaux types d'emplacements d'extension: PCI Express et PCI obsolète. Les emplacements PCI Express sont disponibles en trois tailles et indices de vitesse: x1, x4 et x16, pour s'adapter à différents types de cartes.

Sur de nombreux PC, ces emplacements ne doivent jamais être utilisés. Toutes les cartes mères ont un son intégré et de nombreux processeurs ont des composants graphiques intégrés. Cependant, les ordinateurs de jeu ont souvent de puissantes cartes graphiques dédiées dans un slot PCI Express x16, et certains audiophiles préfèrent les cartes son dédiées pour améliorer la qualité audio, bien que les dernières versions de la carte mère aient considérablement amélioré la qualité de la carte son intégrée: condensateurs nichicon, protection EMI, bonnes puces dédiées et surtout logiciels très développés.

L'emplacement PCI est destiné aux anciennes cartes d'extension et elles ont toujours été compatibles avec les cartes son, les cartes réseau et les cartes de connexion. Bien qu'il soit de moins en moins courant de les voir sur des cartes mères de milieu de gamme et haut de gamme, où les emplacements PCI Express prédominent.

Les bus transportent des signaux tels que des données, des adresses de mémoire, de l'alimentation et des signaux de commande de composant à composant. D'autres types de bus sont ISA et EISA, mais ils n'apparaissent que sur les anciennes cartes mères.

Les bus d'extension améliorent les capacités des PC en permettant aux utilisateurs d'ajouter des fonctionnalités manquantes à leur ordinateur en insérant des cartes d'adaptateur dans les logements d'extension.

Un résumé rapide des principaux connecteurs d'extension:

• Connexion ISA et / ou VESA: obsolète et qui a commencé à être utilisée dans les premiers 386. Connexion PCI: elle est toujours vue, mais à l'époque du Pentium I, c'était une norme avec l'arrivée de cartes graphiques 3D comme VOODOO. Connexion PCI Express: On le trouve à différentes vitesses: x1, x4 et x16. Ce sont les emplacements d'extension habituels qui composent les cartes mères actuelles.

Connecteurs de stockage

Ces connecteurs sont destinés aux disques durs mécaniques, aux périphériques de stockage à l'état solide (SSD) et aux périphériques de stockage optiques tels que les graveurs de DVD.

Il existe deux types de connecteurs: SATA 2 et SATA 3 le plus rapide. SATA 2 est assez rapide pour les disques durs mécaniques et les lecteurs optiques traditionnels, tandis que les SSD ont besoin de SATA 3 pour fonctionner à pleine vitesse.

Les appareils SATA 2 fonctionnent bien avec les connecteurs SATA 3, mais les appareils SATA 3 connectés aux connecteurs SATA 2 peuvent fonctionner à des vitesses réduites.

Connecteurs PS / 2 pour clavier et souris

La plupart des claviers et souris se connectent désormais via USB, mais il existe encore certains modèles qui utilisent l'ancien connecteur rond PS / 2, que l'on peut toujours trouver même sur les nouvelles cartes mères. Une connexion classique qui a déjà été répétée deux fois sur la carte mère et maintenant avec de la chance en une.

Connecteurs graphiques (pour moniteurs)

Si votre microprocesseur a des graphiques intégrés, il utilisera ces connecteurs pour se connecter au moniteur. Si vous avez une carte graphique dédiée, vous utiliserez les connecteurs à l'arrière de celle-ci.

Différentes cartes mères ont des connecteurs différents, comme DisplayPort, HDMI, DVI et parfois l'ancien VGA. Vous aurez besoin d'un port qui correspond à votre moniteur, mais sachez qu'un port DVI peut être utilisé avec un moniteur HDMI et vice versa en utilisant des adaptateurs bon marché. Les connexions HDMI et Displayport transportent également l'audio, mais

Ports USB

Presque tout ce que vous connectez à votre ordinateur de l'extérieur, des claviers aux souris et imprimantes, se connecte à un port USB. Il existe deux types d'USB pleine taille que vous connaissez: USB 2 et USB 3. Un USB 3 est beaucoup plus rapide et mieux adapté aux appareils tels que les disques durs externes USB 3, où la vitesse supplémentaire fera vraiment une différence.

La plupart des cartes mères ont des connecteurs USB 2 et USB 3, et tous les périphériques USB 2, USB 3 et USB 3.1 fonctionnent lorsqu'ils sont connectés à l'un des ports; bien qu'ils puissent fonctionner un peu plus lentement sur USB 2.

Les cartes mères modernes sont désormais également équipées de la deuxième génération d' USB-C. Avec des taux de lecture considérablement améliorés à chaque mise à jour.

Port réseau

Tous les ordinateurs portables n'ont pas de ports réseau câblés (certains sont livrés avec un port USB avec une connexion Gigabit), mais ils se trouvent toujours sur pratiquement tous les ordinateurs de bureau. C'est là qu'un câble Ethernet (réseau) se connecte pour créer une connexion réseau câblée plutôt que sans fil à un routeur domestique ou à un réseau de bureau.

Toutes les cartes mères modernes ont des ports Ethernet Gigabit, également appelés 10/100/1000, ce qui signifie qu'elles peuvent transférer des données à 1000 mégabits par seconde (Mbit / s), ou un maximum théorique de 125 mégaoctets par seconde (Mo / s). Bien que dans un avenir très proche, des connexions 10 Gigabit seront incluses dans toutes les cartes mères.

Northbridge

Également connu sous le nom de Memory Controller Hub (MCH). Il s'agit d'un chipset qui permet au CPU de communiquer avec la RAM et la carte graphique.

Depuis Intel Sandy Bridge en 2011, ce composant de carte mère n'est plus présent car il a été intégré dans le même microprocesseur. Améliore clairement la vitesse sur tout le matériel.

Il est responsable du contrôle des transferts entre le processeur et la RAM, il est donc physiquement proche du processeur. Parfois, il est appelé GMCH, pour Graphic and Memory Controller Hub.

Batterie CMOS (RAM CMOS)

La batterie CMOS présente dans la plupart des cartes mères est la batterie au lithium CR2032.

Fournit la puissance pour stocker les paramètres du BIOS et maintenir l'horloge en temps réel en marche.

Les cartes mères incluent également un petit bloc de mémoire séparé composé de puces RAM CMOS qui est maintenu en vie par une batterie (appelée batterie CMOS) même lorsque le PC est éteint. Cela empêche la reconfiguration lorsque le PC est allumé.

Les appareils CMOS nécessitent très peu d'énergie pour fonctionner. La RAM CMOS est utilisée pour stocker des informations de base sur la configuration du PC.

Les autres données importantes enregistrées dans la mémoire CMOS sont l'heure et la date, qui sont mises à jour par une horloge en temps réel (RTC).

Southbridge

Également connu sous le nom de concentrateur de contrôleur d'E / S.

Il s'agit d'un chipset qui permet au processeur de communiquer avec les emplacements PCI, les emplacements PCI-Express x1 (cartes d'extension), les connecteurs SATA (disques durs, lecteurs optiques), les ports USB (périphériques USB), les ports Ethernet et l'audio intégré.

Gère les communications entre les périphériques plus lents. Aussi appelé ICH (I / O Controller Hub). Le terme «pont» est généralement utilisé pour désigner un composant qui relie deux bus.

Connecteur d'alimentation ATX

Se connecte au câble d'alimentation ATX à 24 broches à partir d'une alimentation qui alimente la carte mère. Auxiliaire, nous pouvons trouver des connexions d'alimentation supplémentaires au format 4 ou 8 broches, sur les cartes mères haut de gamme, la chose normale est de voir: 24 broches d'alimentation et deux connexions EPS à 8 broches. Les plates-formes Intel LGA 2066 (processeur Intel Core i9) et AMD TR4 (Theadripper)

Connecteur MSATA et / ou M.2 NVME

Se connecte à un disque SSD mSATA ou M.2 NVME. Dans la plupart des cas, ce SSD est utilisé comme cache pour accélérer les disques durs, mais il peut être réutilisé comme disque dur normal. Il est actuellement difficile à trouver dans les appareils portables domestiques, mais un ordinateur portable professionnel peut encore nous surprendre.

Bouton d'alimentation et de réinitialisation

Bouton intégré pour allumer, éteindre et redémarrer l'ordinateur. Ce composant de carte mère est plus courant parmi les cartes mères haut de gamme.

Système d'entrée / sortie de base (BIOS)

BIOS signifie Basic Input / Output System. Le BIOS est une mémoire en lecture seule, qui se compose d'un logiciel de bas niveau qui contrôle le matériel du système et sert d'interface entre le système d'exploitation et le matériel.

Toutes les cartes mères incluent un petit bloc de ROM (mémoire morte) distinct de la mémoire système principale utilisée pour charger et exécuter le logiciel. Sur les PC, le BIOS contient tout le code nécessaire pour contrôler le clavier, l'écran d'affichage, les lecteurs de disque, les ports série et diverses autres fonctions.

Le BIOS du système est une puce ROM sur la carte mère qui est utilisée pendant la routine de démarrage (processus de démarrage) pour tester le système et se préparer à exécuter le matériel. Le BIOS est stocké sur une puce ROM car la ROM conserve des informations même lorsqu'aucune alimentation n'est fournie à l'ordinateur.

Mémoire cache

Le cache est un petit bloc de mémoire à haute vitesse (RAM) qui améliore les performances du PC en préchargeant les informations de la mémoire principale (relativement lent) et en les transmettant au processeur à la demande.

La plupart des processeurs ont un cache interne (intégré au processeur) appelé niveau 1 (L1) ou mémoire cache principale. Cela peut être complété par une mémoire cache externe installée sur la carte mère. Il s'agit du cache de niveau 2 (L2) ou secondaire.

Chipsets

Un chipset est un groupe de petits circuits qui coordonnent le flux de données vers et depuis les composants clés d'un PC. Ces composants clés incluent le CPU lui-même, la mémoire principale, le cache secondaire et tous les périphériques situés sur les bus. Un chipset contrôle également le flux de données vers et depuis les disques durs et autres périphériques connectés aux canaux IDE.

Un ordinateur a deux chipsets principaux: northbridge et southbridge

Derniers mots et conclusion sur les composants d'une carte mère

Nous terminons ainsi notre article sur les composants les plus importants d'une carte mère. Comme nous l'avons vu à première vue, les composants d'une carte mère peuvent sembler compliqués à comprendre, cela peut même être quelque peu décourageant pour certains.

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