Résumé Bref
Cette vidéo présente l'architecture du microprocesseur, en retraçant son évolution depuis les premiers ordinateurs électroniques jusqu'aux microprocesseurs modernes. Elle explique comment les transistors, et plus précisément leur miniaturisation, ont révolutionné l'informatique. La vidéo aborde également le fonctionnement du microprocesseur en langage machine (binaire) et comment les portes logiques, construites à partir de transistors, permettent d'effectuer des calculs.
- L'évolution des ordinateurs des tubes à vide aux transistors puis aux microprocesseurs.
- Le rôle des transistors et des portes logiques dans le fonctionnement du microprocesseur.
- L'importance de la miniaturisation des composants électroniques.
La vidéo introduit le concept du microprocesseur comme composant central des ordinateurs et smartphones. Elle promet d'explorer son architecture et son fonctionnement. Elle souligne l'impact de ces dispositifs sur notre vie quotidienne et pose la question de l'élément électronique clé qui les fait fonctionner.
La vidéo retrace l'histoire des ordinateurs, en commençant par l'ENIAC en 1945, qui utilisait des tubes à vide peu fiables. L'invention du transistor en 1955 a marqué un tournant, avec le TX-0 comme premier ordinateur à transistor. Les transistors, plus petits, plus fiables et moins énergivores, ont pavé la voie à la révolution des microprocesseurs dans les années 1970. Le microprocesseur, un circuit intégré miniaturisé sur une plaque de silicium, a réduit les coûts, augmenté la vitesse de calcul et transformé la production d'ordinateurs. Jack Kilby a créé le circuit intégré en 1958, et en 1969, Martian Hoff et Federico Faggin ont inventé le premier microprocesseur, commercialisé par Intel en 1971 sous le nom d'Intel 4004.
Depuis les années 1970, le nombre de transistors dans les microprocesseurs a augmenté de façon exponentielle, suivant la loi de Moore, qui stipule que le nombre de transistors double tous les deux ans. L'Intel 4004 de 1970 contenait 2300 transistors, tandis que le récent Intel i9 11900K en comprend 17 milliards. La finesse de gravure des transistors a atteint une échelle nanométrique, s'approchant de la taille des atomes.
Le microprocesseur fonctionne en langage machine, c'est-à-dire en binaire (0 et 1), qui représente des signaux électriques (absence ou présence de courant). Pour faciliter la communication avec le microprocesseur, les scientifiques ont créé la table ASCII, qui traduit le langage binaire en caractères compréhensibles (par exemple, la lettre A est représentée par une suite de 0 et de 1).
L'architecture du microprocesseur repose sur celle du transistor, qui se compose de trois broches : le drain, la source et la grille. Le transistor agit comme un interrupteur électrique commandé par la grille. Il existe deux types de transistors : le NMOS, qui laisse passer le courant si la grille est alimentée, et le PMOS, qui effectue l'inverse. La combinaison de ces transistors permet de former des portes logiques, telles que la porte ET (qui donne 1 en sortie seulement si les deux entrées sont à 1) et la porte OU (qui donne 1 en sortie si au moins une des entrées est à 1). La combinaison de ces portes logiques forme l'architecture du microprocesseur.
La vidéo conclut cette première partie en annonçant la suite, qui explorera comment le microprocesseur exécute ses instructions.
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0:00 [Musique] bonjour bienvenue dans cette vidéo qui constitue la suite de la séquence 3 intitulée architecture matérielle et logiciel des ordinateurs dans cette vidéo je vais présenter le deuxème grain ou la deuxème section intitulée architecture du microprocesseur si vous visionnez cette vidéo c'est que vous êtes probablement sur votre ordinateur ou votre smartphone comme vous le savez ces dispositifs ont bouleversé notre existence mais ça vous quel est le composant électronique central qui se cache derrière ces machines et qui permet leur fonctionnement dans cette vidéo nous découvrirons l'architecture du microprocesseur ainsi que son fonctionnement nous avons vu dans une séquence précédente qu'en 1945 fut créé le premier ordinateur entièrement
0:46 électronique du nom d'ENaC fonctionnant avec des tubes à vide le problème était que ces tubes n'étaiit pas FiBL en 1955 les choses vont changer avec l'invention du transistor le tradic pour transistor digital computer qui sera le premier ordinateur à transistor en effet ces derniers sont des composants électroniques à semiconducteur qui sont beaucoup plus petit plus fiable et qui consomme moins d'énergie mais la grande révolution se produira au début des années 70 avec l'apparition de microprocesseur qui représente un circuit intégré fruit de la miniaturisation des composants électroniques sur une plaque de silicium de quelques centimètres Carr ce composant électronique a bouleversé la production des ordinateurs en réduisant le coût énergétique en diminuant le coût
1:32 de fabrication et surtout en augmentant la vitesse du calcul à l'origine le circuit intégré a été créé en 1958 58 par Jack Kilby cet ingénieur en électronique avait pu cabler à la main plusieurs transistors permettant de réaliser des mémoires et des unités logiques et arithmétiques en 1969 Martian off et fréériic fangin ont inventé le premier microprocesseur que Intel commercialiste 2 ans plus tard sous le nom d'Intel 4004 il contenait 2300 transistors et pouvait réaliser 92600 opérations par seconde à une fréquence de 740 kHz sa performance était comparable à l'ordinateur ENAC qui occupait 67 m² pour un poids de 30
2:17 tonnes aujourd'hui tous nos appareils électroniques disposent de tels circuits intégrés depuis les années 70 le nombre de transistors n'a cessé d'augmenter dans les microprocesseurs la loi de moour nous indique que le nombre de transistors doublerait tous les 2 ans par exemple en 1970 le microprocesseur Intel 4004 comprenait 2300 transistors alors que le plus récent microprocesseur d'Intel le i9 11 900k comprend 17 milliards de transistors en effet nous avons tellement miniaturisé les transistors que leur finesse de gravure est passée en dessous des 10y nanomètres et qu'elle s'approche de nos jours de la taille des des atomes ceci dit comment alors fonctionne un microprocesseur il faut savoir que le microprocesseur ne
3:03 comprend que le langage machine qui est le langage binaire en réalité il s'agit de signaux électriques capte le microprocesseur le 1 veut dire qu'il y a passage du courant et Z0 non mais il n'est pas pratique de communiquer avec le microprocesseur en utilisant le langage binaire pour remédier à ce problème les scientifiques ont traduit le langage binaire en créant la table à ski par exemple la lettre A se traduit par une suite de é0 et de 1 la même chose pour la lettre B la phrase Hello World et oui ça fait beaucoup de zéro grâce à cette table la communication était devenue plus simple quant à l'architecture du processeur nous ne pouvons l'aborder que si l'on aborde en premier lieu
3:50 l'architecture du transistor car en effet un microprocesseur est un agencement de transistor le transistor se compose de trois broches le drain la source et la grille il se comporte comme un interrupteur électrique commandé par la grille il existe deux types le NMOS qui laisse le courant en sortie si la grille est alimentée et le PMOS qui effectue l'inverse du NMOS la combinaison de ces transistor permet de former des portes logiques et c'est grâce à ces portes logiques qu'on peut effectuer des calculs par exemple la porte e qui prend en sortie la valeur 1 si seulement les deux entrées valent 1 si l'une des deux entrées vaut zéro alors la sortie vaudra zéro quant à la porte ou qui est légèrement différente
4:35 de la porte e elle prend la valeur 1 si l'une des entrées vaut 1 il existe bien sûr d'autres portes la combinaison de ces portes forme l'architecture du microprocesseur nous sommes arrivés à la fin de la première partie de cette section je vous donne rendez-vous pour la deuxième partie dans laquelle on découvrira comment le microprocesseur exécute ses instructions merci à [Musique]
