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Qu'est-ce qu'un CPU ?

Ça veut dire quoi, CPU ? 

Le CPU, Central Processing Unit, se traduit littéralement par « unité centrale de traitement » (UCT) en français. Cela désigne généralement le processeur d’un ordinateur, mais il existe une subtilité qui différencie le terme processeur du sigle CPU : tout composant capable d’effectuer des commandes de lecture et d’écriture de données est un processeur, tandis que le CPU est le processeur le plus important d’un ordinateur.

À quoi ça sert ?

Le CPU est le cerveau de l’ordinateur (ou du smartphone, ou de la tablette, ou de la console…) : c’est un composant électronique constitué de millions, voire de milliards de transistors, dont la mission consiste à s’assurer que les tâches demandées soient effectuées. Il permet l’échange de données entre les composants principaux de l’ordinateur et effectue en permanence un vaste nombre de calculs qui permet à tous vos programmes de fonctionner.

Quelles sont les fonctions du CPU ? 

Dans le détail, un CPU réalise trois grands types de missions :

Il va chercher et réceptionner les instructions auprès de la mémoire vive de l’ordinateur (la RAM, pour Random Access Memory, qui a elle-même reçu ses instructions du disque dur, d’une clé USB, etc). Ces instructions sont fournies sous forme de séries de chiffres.

Le processeur doit ensuite les décoder. Il stocke les données dans son registre pour les interpréter, puis rediriger les signaux obtenus vers les derniers composants du CPU.

Cela permettra d’exécuter le cycle d’instruction (par exemple : afficher l’élément X sur l’écran), puis de l’écrire dans un registre dédié, afin que les instructions suivantes puissent s’y référer.

C’est quoi, les GHz et les cœurs ?

Vous peinez à comprendre les spécificités du processeur que vous voyez détaillées dans les informations système de votre ordinateur ? En plus du fabricant du CPU et du modèle, deux éléments importants sont donnés.

Les Hertz (Hz) correspondent au rythme de l’horloge interne du processeur. Pour fonctionner, celui-ci est soumis à la cadence des impulsions électriques qu’envoie l’horloge. La fréquence d’horloge, aussi appelée cycle, correspond donc au nombre d’impulsions envoyées chaque seconde. Comme le processeur exécute une instruction ou partie d’instruction à chaque impulsion d’horloge, un CPU de 350 MHz exécute 350 millions d’actions par seconde.

Les cœurs du processeur correspondent à ses unités de calcul : plus il en a, plus il peut effectuer d’opérations simultanément. À fréquence d’horloge égale à celle citée au paragraphe précédent, un processeur bicœur aura donc une puissance de calcul deux fois plus élevée, à 700 MHz, et un à quatre cœurs atteindra 1,4 milliard d’opérations par seconde.

C’est quoi les microprocesseurs ?

Ce sont comme des processeurs, mais en plus petits. Un microprocesseur présente les mêmes éléments qu’un processeur classique, mais a été condensé de sorte à ne plus constituer qu’une seule puce électronique.

Qui fabrique des CPU ?

Les leaders actuels du marché sont Intel et AMD, mais IBM, Motorola, Hewlett-Packard, Nvidia ou encore Hitachi en créent aussi. Chacun conçoit ses composants selon des architectures spécifiques. Ces dernières diffèrent dans la manière dont sont placés les différents éléments qui constituent le processeur et la façon dont ceux-ci interagissent entre eux et avec l’extérieur (avec le système d’exploitation de l’ordinateur, par exemple). Elles alimentent une partie de la lutte concurrentielle entre les différents acteurs.

Cela crée aussi des problématiques d’ordre géopolitique : l’architecture ARM, utilisée par les constructeurs de processeurs russes Baikal et MCST, est construite par une société britannique. En réaction à la guerre en Ukraine, les sanctions prises par le Royaume-Uni contre la Russie pourraient empêcher cette dernière de continuer de s’approvisionner comme elle le souhaite. En provoquant une pénurie de semi-conducteurs, très utilisés pour construire des processeurs, la pandémie de Covid avait aussi jeté la lumière sur la dimension politique de ce marché.

Quelle différence avec le GPU ?

Le GPU est un autre type de processeur, spécifiquement dédié à optimiser l’affichage et le rendu des vidéos et des images en 2D et en 3D. L’acronyme signifie Graphics Processing Unit, ou unité de traitement graphique en français. Le CPU et le GPU sont des moteurs de calculs. Le premier est très polyvalent tandis que le second est spécialisé dans les questions d’affichage (c'est la puce graphique). Dans des usages comme le jeu vidéo, la création et l’édition de vidéo ou le machine learning, un GPU vient donc « épauler » le CPU. Celui-ci, s’il est central au fonctionnement de la machine, est limité dans le nombre de tâches qu’il peut réaliser en une seule fois.