L'Hardware

L'hardware est, par définition, tout ce qui touche à la partie physique d'un ordinateur (processeur, mémoire...). Par son architecture précise, il doit permettre de fournir tous les outils (ici, les instructions qu'il permet de réaliser) pour faire fonctionner dessus des logiciels, appelés "software". Les logiciels utilisant directement l'hardware sont appelés "des firmwares". Par exemple, le BIOS ou le noyau du système d'exploitation de votre ordinateur sont des firmwares. Les softwares, eux, utilisent les firmwares pour fonctionner.

L'hardware à distance

Imagineons que vous utiliser un logiciel quelconque, mais que l'hardware le faisant tourner n'est pas le votre, mais un hardware distant. Cette pratique est appelée le cloud. La tâche réalisée par le logiciel peut être de plein de natures différentes, comme le stockage de données (OneDrive), le jeu vidéo (Aternos ou Hostinger), le rendu de jeu vidéo (Stadia)... L'hardware de l'ordinateur distant est en général adapté à la tâche à réaliser (ou, au moins, plus adapté qu'un ordinateur classique), comme une abondance de stockage dans les clouds de stockage. Ils sont aussi accessibles partout via Internet et, en général, tout le temps. Plusieurs services existent pour utiliser des ordinateurs en cloud, comme le géant français OVHcloud.

Tous les composants de l'hardware sont les composants de l'ordinateur. Donc, l'hardware est composé d'une carte mère, d'un processeur, d'un processeur graphique, de mémoire, de stockage, d'une alimentation et d'un boîtier. Il est aussi composé de ce qu'on appelle des "pérhiphériques homme-machine" qui représente les entrées comme la souris ou le clavier ou les sorties comme l'écran. Cependant, il existe aussi des périphériques "machine-machine", comme les cartes réseaux.

La carte mère

La carte mère est certainement le composant le plus important d'un ordinateur. Elle permet de connecter toutes les pièces de l'ordinateur entre elles. Pour que les composants puissent correctement communiquer entre eux, la carte mère utilise un ensemble de puces électroniques nommé le chipset. Il est relié à chaque composant par des circuits nommés des bus. Chaque bus peut faire passer une certaine quantité de données, certains très rapidement (processeur, PCI...) ou plus lentement (USB, SATA...). Certains bus relient le chipset avec des connecteurs externes à la carte mère. Par exemple, le bus processeur relie la carte mère avec le connecteur du processeur, nommé le socket. Plein d'autres connecteur existe, comme le connecteur PCI, SATA, ATX...

Pour fonctionner de manière plus modulable, le chipset incorpore une puce spéciale contenant un programme permettant la modulabilité du chipset : le BIOS (ou UEFI pour les BIOS récents). Ce sont des exemples de Firmwares, vus plus haut. BIOS est la contraction de "Basic Input Output System", et UEFI de "Unified Extensible Firmware Interface". Ils permettent tous les deux d'utiliser correctement les composants de l'ordinateur via le système d'exploitation.

Le processeur

Le processeur, parfois appelé CPU, est le cerveau de l'ordinateur. Il exécute les actions ce que l'utilisateur lui demande de faire, appelées des instructions. L'exécution se déroule grâce à une série de courants électriques. Ces courants électriques sont en suite utilisés dans le processeur pour réaliser les actions, sous forme de bits 0 et 1, grâce à des petits composants nommés les transistors. La façon dont les transistors sont disposés est nommées architecture du processeur.

Les bits peuvent aussi être stockés dans des petites puces de mémoires directement dans le processeur, nommées les registres de processeur. Ils sont beaucoup plus rapides que la mémoire RAM, et améliorent les performances du processeur. Il y a plusieurs registres possibles, pouvant stocker instructions, valeurs... Les registres peuvent aussi être superposés entre eux, bien que les registres supérieurs soient plus lents que les autres. Ces différentes couches sont nommées "mémoire cache L1/2/3", où "L" représente la superposition de la couche.

Les transistors sont physiquement repartis dans le processeur dans ce que l'on appelle des coeurs de processeur. Plus il y a de coeurs, plus le processeur peut réaliser d'instructions en même temps, plus il est performant. Grâce à une ingénieuse disposition des transistors, certains coeurs peuvent être doublés sans rajouter de transistors, en ce que l'on appelle des threads. Les coeurs peuvent réaliser des opérations plusieurs milliards de fois par seconde. Le nombre de fois qu'il sont utilisés est nommé la fréquence d'horloge, et s'exprime en hertz (ou plutot, en giga hertz, en millairds de hertz).

La mémoire vive

La mémoire vive, aussi appelé RAM, permet à l'ordinateur d'utiliser des données dans le temps. En effet, à un instant T, le processeur ne peut conserver qu'une quantité limité de données dans ces registres, en général, se mesurant en MO, souvent insuffisant pour permettre à des logiciels de fonctionner. La mémoire vive permet d'agrandir le nombre de données stockables dans un ordinateur, en général, en GO. Elle offre aussi une vitesse satisfaisante, bien que plus lente que les registres de processeur.

Quelque soit le type de mémoire vive, les données qu'elles stockent le sont de manière physique (bien réelle). Elle doit aussi permettre de les transmettre physiquement aux autres pièces de l'ordinateur, via des bus. La façon de faire tout ça physiquement dépend du type de mémoire vive (DDR4, VRAM...). La vitesse de transmission des données se mesure en Hertz, ou 1 Hertz représente 1 octet par seconde.

Le processeur graphique

Le processeur graphique, aussi appelé GPU, permet à l'ordinateur de générer une image pouvant être affiché sur un écran. Il peut se présenter en général sous plusieurs formes différentes : sous forme de carte graphique (extension du système), soit sous forme d'un ajout au processeur, soit sous forme d'une puce intégrée à la carte mère (IGP)... Il s'agit probablement d'un des composants les plus complexes d'un ordinateur. En effet, pour générer une image satisfaisante, il doit réaliser plein de tâches, toutes aussi complexes les unes que les autres : géométrie 2D / 3D, rendu d'image, rendu vidéo... En général, ces tâches sont accélérées via la configuration matériel du processeur graphique, le rendant extrêmement performant dans le domaine. De plus, on peut même moduler le processeur graphique pour lui faire faire tout ce que l'on veut (grâce à, notamment, la librairie "CUDA" sur les processeurs graphiques NVidia).

L'alimentation électrique

Bien que souvent sous-côté, l'alimentation électrique, aussi appelée PSU, est l'origine de l'énergie de l'ordinateur. Son rôle est d'apporter l'électricité nécessaire au fonctionnement des différentes pièces de l'ordinateur. Pour cela, elle découpe le courant qui lui parvient (en général, avec une intensité de 230-240 V) en différents courants, selon les besoins du système. Le courant est apporté au système via un réseau de câbles électriques, comme les câbles ATX pour la carte mère, ou bien les câbles SATA pour de potentiels périphèriques externes. Pour éviter de trop chauffer, elle est aussi en général accompagnée d'un ventilateur, dessus ou sur le côté.

La puissance électrique totale qu'elle peut apporter au système est utilisée comme unité de comparaison entre les différentes alimentations (500W, 750W...). La qualité des matériaux utilisés peut aussi être un argument de vente, notée selon un label nommé 80 PLUS. Le label le plus haut étant titane, et le plus bas étant bronze. Plus elle est élevée, plus le rendement de l'alimentation est haut, moins elle consomme d'énergie de la prise pour une puissance d'ordinateur donnée.

Chaque câble utilise ses propres normes pour apporter le courant électrique. En général, ces câbles sont eux même composés de fils de différentes couleurs. Les fils jaunes apportent 12V, les fils rouges 5V, les fils oranges 3.3V, les fils noirs représentent la masse (0V)...