Les bus PC
L'architecture d'un ordinateur est l'agencement des différents blocs fonctionnels qui le constituent. Ces blocs appartiennent à quatre grandes catégories :
L'interconnexion de ces différents blocs fonctionnels est réalisée au moyen de "routes de l'information numériques" appelées "bus".
Le premier PC, l'IBM PC (1981) et le PC-XT (1983) possédaient une architecture simple. Tous les composants du système étaient cadencés à la même fréquence (4,77 Mhz) et reliés par le même bus (bus système) au processeur. Par la suite, ils seront reliés par l'intermédiaire d'un ou deux composants spécialisés (chipset).
L'architecture d'un ordinateur est l'agencement des différents blocs fonctionnels qui le constituent. Ces blocs appartiennent à quatre grandes catégories :
- l'unité centrale de traitement ;
- l'unité de stockage qui inclut la mémoire centrale ;
- les unités d'entrée ;
- les unités de sortie.
Le premier PC, l'IBM PC (1981) et le PC-XT (1983) possédaient une architecture simple. Tous les composants du système étaient cadencés à la même fréquence (4,77 Mhz) et reliés par le même bus (bus système) au processeur. Par la suite, ils seront reliés par l'intermédiaire d'un ou deux composants spécialisés (chipset).
Différents types de bus
Un bus comme celui qui relie le microprocesseur à la mémoire principale est constitué par l'ensemble des fils (ou pistes gravées sur la carte mère) sur lesquels passent les signaux électriques qui véhicule l'information binaire (sous forme de niveaux électriques haut ou bas). Un bus est toujours constitué de trois types de fils :la partie bus de données, la partie bus d'adresse et la partie bus de contrôle. Le bus d'adresse pour indiquer la partie de l'ordinateur concernée par l'échange de données qui est régulé par le bus de contrôle (envoi ou réception, début ou fin, validation ...). Dans la suite on parlera simplement de bus pour désigner à la fois le bus des données, des adresses et de contrôle.
Chaque bus présente un certain nombre de caractéristiques adaptées à l'information qu'il transporte. On distingue ainsi les bus "série" et les bus "parallèle". Le bus parallèle est simple et rapide, il est utilisé pour relier les différents blocs internes de l'ordinateur. Il ne peut servir à relier des éléments éloignés du fait de sa trop grande sensibilité aux parasites. Le bus série où les informations binaires sont envoyées les unes après les autres, est plus lent mais plus fiable sur des distances importantes.
La largeur d'un bus (en bits) correspond au nombre de fils qui le constitue : 8, 16, 32, 64, 128, ...
L'information transportée - données, adresse, signausx de contrôle - est dite synchrone si le bus utilise la même horloge que les circuits qu'il relie sinon elle est dite asynchrone.
Le processeur gère lui-même un certain nombre de bus mais pour d'autres il s'en remet à des composants spécialisés (chipset). Chaque sortie d'un nouveau processeur s'accompagne d'un nouveau type de chipset capable d'offrir une gestion optimale des bus qu'il gère
Un bus comme celui qui relie le microprocesseur à la mémoire principale est constitué par l'ensemble des fils (ou pistes gravées sur la carte mère) sur lesquels passent les signaux électriques qui véhicule l'information binaire (sous forme de niveaux électriques haut ou bas). Un bus est toujours constitué de trois types de fils :la partie bus de données, la partie bus d'adresse et la partie bus de contrôle. Le bus d'adresse pour indiquer la partie de l'ordinateur concernée par l'échange de données qui est régulé par le bus de contrôle (envoi ou réception, début ou fin, validation ...). Dans la suite on parlera simplement de bus pour désigner à la fois le bus des données, des adresses et de contrôle.
Chaque bus présente un certain nombre de caractéristiques adaptées à l'information qu'il transporte. On distingue ainsi les bus "série" et les bus "parallèle". Le bus parallèle est simple et rapide, il est utilisé pour relier les différents blocs internes de l'ordinateur. Il ne peut servir à relier des éléments éloignés du fait de sa trop grande sensibilité aux parasites. Le bus série où les informations binaires sont envoyées les unes après les autres, est plus lent mais plus fiable sur des distances importantes.
La largeur d'un bus (en bits) correspond au nombre de fils qui le constitue : 8, 16, 32, 64, 128, ...
L'information transportée - données, adresse, signausx de contrôle - est dite synchrone si le bus utilise la même horloge que les circuits qu'il relie sinon elle est dite asynchrone.
Le processeur gère lui-même un certain nombre de bus mais pour d'autres il s'en remet à des composants spécialisés (chipset). Chaque sortie d'un nouveau processeur s'accompagne d'un nouveau type de chipset capable d'offrir une gestion optimale des bus qu'il gère
Les principaux bus et composants :
- le bus système était le bus qui reliait le processeur à la RAM dynamique mais avec l'apparition du Chipset "Pont Nord/Pont Sud", le bus système devient le Bus FSB (ou Front Side Bus) : il relie directement le processeur au chipset ;
- le "Pont" ou "Bridge" (avant le pentium d'Intel, il n'y avait que ce composant) puis ensuite le Pont Nord* (de pair avec le Pont Sud) : il gère principalement le bus d'accès à la mémoire et à partir de 1997 les bus AGP ;
- le Pont Sud* : apparu avec le Pentium d'Intel (1993), il pilote, entre autre, les bus qui gèrent les disques durs, les bus d'extension, le bus LPC et à partir de 1998, les bus USB ;
- Le bus LPC (Low Pin Count) : il connecte des périphériques à faible bande passante au processeur, tels que la ROM du BIOS, les périphériques d’E/S « hérités » (incluant généralement les ports série et parallèles, un clavier PS/2, une souris PS/2 et un contrôleur de disquette) ;
- Les bus d'extension (ISA, EISA, PCI, ...), il relie le contrôleur ISA 16 bits ou le pont unique (Bridge) puis le Pont Sud aux connecteurs (slots) d'extension.
 |
Evolution des bus d'extension
En 1981 l'IBM PC était doté d'un bus d'extension ISA (développé par IBM mais non déposé donc libre d'être copié. C'est un bus de 8 bits, cadencé à 4,77 Mhz, directement relié au bus système (celui du micro-processeur).
En 1984, L'IBM PC AT introduit un bus d'extension ISA de 16 bits qui fonctionne à 8 Mhz et séparé du bus système. Ce bus est relié au processeur par un contrôleur ISA.
En 1988 avec l'intel 80386, qui est un processeur 32 bits, sera créé le bus d'extension MCA pour les PS/2 d'IBM et le bus EISA pour les autres fabriquant de PC (comme Compaq) relié par un pont au bus système.
En 1992, avec l'apparition du microprocesseur Intel 80486, le VESA Local Bus, ou VLB ou VL-Bus, (autre extension de l'ISA) est lancé par la Video Electronics Standards Association (VESA). Son objectif était de permettre la connexion de cartes d'extension, notamment de cartes graphiques, en offrant des performances en bande passante supérieures à celles des bus ISA. Les cartes mère comportaient une combinaison de ports ISA-8 et ISA-16 et un, ou deux, ports VLB. La vitesse des processeurs augmentait sans cesse, par exemple le 486DX2 fonctionnait en interne à une fréquence double de celle du bus système.
En 1993, avec le Pentium, apparait l'architecture Pont Nord / Pont Sud (NorthBridge/SouthBridge) ainsi que le bus PCI (Peripheral Component Interconnect), spécifié par Intel, destiné à remplacer les autres bus 32 bits. Le bus reliant le processeur au Chipset est nommé "Front Side Bus" (FSB).
En 1995 sort la version 2.1 du bus PCI, incluant les spécifications pour les bus à 66 MHz
En 1997, le bus AGP (Accelerated Graphics Port) est introduit par Intel pour les cartes graphiques en complément du bus PCI
En 2004, le bus PCI Express est destiné à remplacer le PCI.
En 1981 l'IBM PC était doté d'un bus d'extension ISA (développé par IBM mais non déposé donc libre d'être copié. C'est un bus de 8 bits, cadencé à 4,77 Mhz, directement relié au bus système (celui du micro-processeur).
En 1984, L'IBM PC AT introduit un bus d'extension ISA de 16 bits qui fonctionne à 8 Mhz et séparé du bus système. Ce bus est relié au processeur par un contrôleur ISA.
En 1988 avec l'intel 80386, qui est un processeur 32 bits, sera créé le bus d'extension MCA pour les PS/2 d'IBM et le bus EISA pour les autres fabriquant de PC (comme Compaq) relié par un pont au bus système.
En 1992, avec l'apparition du microprocesseur Intel 80486, le VESA Local Bus, ou VLB ou VL-Bus, (autre extension de l'ISA) est lancé par la Video Electronics Standards Association (VESA). Son objectif était de permettre la connexion de cartes d'extension, notamment de cartes graphiques, en offrant des performances en bande passante supérieures à celles des bus ISA. Les cartes mère comportaient une combinaison de ports ISA-8 et ISA-16 et un, ou deux, ports VLB. La vitesse des processeurs augmentait sans cesse, par exemple le 486DX2 fonctionnait en interne à une fréquence double de celle du bus système.
En 1993, avec le Pentium, apparait l'architecture Pont Nord / Pont Sud (NorthBridge/SouthBridge) ainsi que le bus PCI (Peripheral Component Interconnect), spécifié par Intel, destiné à remplacer les autres bus 32 bits. Le bus reliant le processeur au Chipset est nommé "Front Side Bus" (FSB).
En 1995 sort la version 2.1 du bus PCI, incluant les spécifications pour les bus à 66 MHz
En 1997, le bus AGP (Accelerated Graphics Port) est introduit par Intel pour les cartes graphiques en complément du bus PCI
En 2004, le bus PCI Express est destiné à remplacer le PCI.
| Type | Largeur | Fréquence | Taux de transfert |
| ISA | 8 bits | 4,77 Mhz | 4 Mo/s |
| ISA | 16 bits | 8,33 Mhz | 8 Mo/s |
| EISA | 32 bits | 12,5 Mhz | 50 Mo/s |
| MCA | 32 bits | 12,5 Mhz | 50 Mo/s |
| VLB | 32 bits | 25 à 40 MHz | 133 Mo/s |
| PCI | 32 bits | 33 Mhz | 133 Mo/s |
| PCI 2.1 | 32/64 bits | 33/66 Mhz | 133/266 Mo/s |
* A partir du Pentium III, les puces du chipset changent de noms. On parle alors de MCH (Memory Controller Hub) et d'ICH (I/O Controller Hub).