L'ordinateur est un appareil informatique modulable. L'acheteur a par conséquent la possibilité de choisir dans une large mesure les pièces qu'il va y mettre, en fonction du coût, de la performance et de la compatibilité. La configuration matérielle est l'ensemble des caractéristiques techniques qui découlent de ces choix. Les composants de bases d’un ordinateur sont l’écran, le clavier (pour taper du texte), une souris pour déplacer le curseur à l’écran, des enceintes pour le son et surtout une unité centrale qui est le cœur et le cerveau de l’ordinateur. Dans cet exposé nous serons plus orientés vers une configuration gamer (pour jouer aux jeux vidéo). Ainsi nous aborderons trois composants essentiels de cette configuration qui sont :
Une carte graphique ou carte vidéo (anciennement par abus de langage une carte VGA), ou encore un adaptateur graphique, est une carte d’extension d’ordinateur dont le rôle est de produire une image affichable sur un écran.
La carte graphique envoie à l’écran des images stockées dans sa propre mémoire, à une fréquence et dans un format qui dépendent d’une part de l’écran branché et du port sur lequel il est branché (grâce au Plug and Play) et de sa configuration interne d’autre part
La mémoire vidéo conserve les données numériques qui doivent être converties en images par le processeur graphique et les images traitées par le processeur graphique avant leur affichage. Toutes les cartes graphiques supportent deux méthodes d’accès à leur mémoire. L’une est utilisée pour recevoir des informations en provenance du reste du système, l’autre est sollicitée pour l’affichage à l’écran. La première méthode est un accès direct conventionnel (RAM) comme pour les mémoires centrales, la deuxième méthode est généralement un accès séquentiel à la zone de mémoire contenant l’information à afficher à l’écran.
Le processeur graphique (GPU pour Graphical Processing Unit, ou encore VPU pour Visual Processing Unit en anglais) sert à libérer le micro-processeur de la carte mère en prenant en charge les calculs spécifiques à l’affichage et la coordination de graphismes 3D ou la conversion d'espaces colorimétriques YCbCr vers RGB ; quand ce ne sont pas des fonctions vectorielles permettant la reconstruction d'images compressées de certains flux vidéos comme le H.264. Cette division des tâches entre les deux processeurs libère le processeur central de l’ordinateur et en augmente d’autant la puissance apparente.
Un processeur (ou unité centrale de traitement,UCT, en anglais central processing unit, CPU) est un composant présent dans de nombreux dispositifs électroniques qui exécute les instructions des programmes informatiques. Avec la mémoire, c'est notamment l'un des composants qui existent depuis les premiers ordinateurs et qui sont présents dans tous les ordinateurs. Un processeur construit en un seul circuit intégré est un microprocesseur.
Les processeurs des débuts étaient conçus spécifiquement pour un ordinateur d'un type donné. Cette méthode coûteuse de conception des processeurs pour une application spécifique a conduit au développement de la production de masse de processeurs qui conviennent pour un ou plusieurs usages. Cette tendance à la standardisation qui débuta dans le domaine des ordinateurs centraux (mainframes à transistors discrets et mini-ordinateurs) a connu une accélération rapide avec l'avènement des circuits intégrés. Les circuits intégrés ont permis la miniaturisation des processeurs. La miniaturisation et la standardisation des processeurs ont conduit à leur diffusion dans la vie moderne bien au-delà des usages des machines programmables dédiées.
Les microprocesseurs : l’introduction du microprocesseur dans les années 1970 a marqué de manière significative la conception et l'implémentation des unités centrales de traitement. Depuis l'introduction du premier microprocesseur (Intel 4004) en 1971 et du premier microprocesseur employé couramment (Intel 8080) en 1974, cette classe de processeurs a presque totalement dépassé toutes les autres méthodes d'implémentation d'unité centrale de traitement.
Les microprocesseurs sont construits avec un très petit nombre de circuits très fortement intégrés (ULSI), habituellement un seul. Les microprocesseurs sont implémentés sur une seule puce électronique, donc de dimensions réduites, ce qui veut dire des temps de commutation plus courts liés à des facteurs physiques comme la diminution de la capacité parasite des portes. Ceci a permis aux microprocesseurs synchrones d'augmenter leur fréquence de base de quelques mégahertz à plusieurs gigahertz.
Les processeurs multi cœurs (multicores) récents comportent maintenant plusieurs cœurs dans un seul circuit intégré. Leur efficacité dépend grandement de la topologie d'interconnexion entre les cœurs.
Fonctionnement : Le processeur (noté CPU, pour Central Processing Unit) est un circuit électronique cadencé au rythme d'une horloge interne, grâce à un cristal de quartz qui, soumis à un courant électrique, envoie des impulsions, appelées « top ». La fréquence d'horloge (appelée également cycle, correspondant au nombre d'impulsions par seconde, s'exprime en Hertz (Hz). Ainsi, un ordinateur à 200 MHz possède une horloge envoyant 200 000 000 de battements par seconde. La fréquence d'horloge est généralement un multiple de la fréquence du système (FSB, Front-Side Bus), c'est-à-dire un multiple de la fréquence de la carte mère
A chaque top d'horloge le processeur exécute une action, correspondant à une instruction ou une partie d'instruction. L'indicateur appelé CPI (Cycles Par Instruction) permet de représenter le nombre moyen de cycles d'horloge nécessaire à l'exécution d'une instruction sur un microprocesseur. La puissance du processeur peut ainsi être caractérisée par le nombre d'instructions qu'il est capable de traiter par seconde. L'unité utilisée est le MIPS (Millions d'Instructions Par Seconde) correspondant à la fréquence du processeur que divise le CPI.
Un disque virtuel ou RAM disque est un logiciel qui utilise une partie de la mémoire vive de l'ordinateur pour simuler une mémoire de masse, fonction assurée avant par les disquettes et aujourd'hui par les disques durs. Les temps d'accès sont grandement améliorés, la taille du disque virtuel est cependant limitée par celle de la mémoire centrale.
La mémoire vive étant en général volatile, les données stockées sur le disque virtuel sont perdues lorsque l'ordinateur est mis hors tension. Les RAM disques sont principalement utilisés pour stocker temporairement des données ou conserver en mémoire certains logiciels décompréssés pour une courte période de temps. La création d'un disque virtuel est faite par le pilote de disque virtuel, sa destruction est faite par la réinitialisation ou l'extinction de l'ordinateur (plus rarement par le pilote), les accès se font par des appels systèmes identiques à ceux pour les disques réels (le noyau doit contenir les pilotes adéquats).
Un disque virtuel ne doit pas être confondu avec la mémoire virtuelle qui est est le principe inverse, à savoir utiliser la mémoire de masse (principalement disque dur ou SSD) pour simuler la mémoire vive centrale.