Les deux principaux fabricants de microprocesseurs sont AMD et INTEL. Chacun propose deux gammes de CPU bien distinctes, bas de gamme et haut de gamme. Chaque constructeur a opté pour des technologies différentes. Mais un processeur ne se résume pas à sa fréquence, loin de là !

La fréquence - le bus
La fréquence d'un microprocesseur est, de fait, donnée par le coefficient multiplicateur qu'il possède en interne ainsi que par la vitesse du bus sur lequel il travaille. L'équation est simple : la vitesse du processeur est égale au coefficient multiplicateur par la vitesse du bus. Le bus de données est un chemin sur lequel transitent des informations qui proviennent des périphériques externes au processeur, comme, par exemple, la mémoire centrale.
Ce chemin est appelé un bus (FSB, Front Side Bus). Il varie en fonction de chaque processeur. À l'heure actuelle, le bus des AMD est dit DDR (soit Double Data Rate). Il fonctionne deux fois plus vite qu'un bus classique. Par exemple un bus DDR 100MHz sera équivalent à un bus 200MHz classique. C'est pour cette raison, qu'on dit généralement que les processeurs AMD fonctionnent en bus 200/266MHz pour 100MHzDDR et 133MHzDDR.
Les Pentium IV d'INTEL fonctionnent quant à eux sur un bus QDR (Quad Data Rate). Le bus est donc quatre fois plus rapide qu'un bus classique. Les Pentium IV fonctionnent entre 400MHz (100MHz QDR) pour les plus anciens et 800MHz pour les plus récents.

La finesse de gravure
Un processeur est constitué de transistors qui sont gravés dans le silicium. Affiner la gravure dans le processus de fabrication d'un processeur permet de minimiser l'énergie consommée et donc la chaleur dégagée par celui-ci ; de plus cela permet d'augmenter les fréquences de fonctionnement. Aujourd'hui, la finesse de gravure est proche de 0.1µm (soit 0.1 micron, 0.1 millionième de mètre ; à titre de comparaison, l'épaisseur d'un cheveu est d'environ 100µm). Les processeurs sont tous gravés sur un Wafer (image ci-contre). Il y en a environ 300 qui sont gravés en même temps.

L'importance des mémoires cache
La mémoire cache est l'emplacement utilisé par le processeur pour stocker les instructions ou les données fréquemment utilisées. Cette mémoire est bien plus rapide que la mémoire centrale de l'ordinateur, car elle fonctionne à la fréquence du processeur. On distingue deux mémoires cache différentes, celle de niveau 1 (L1) et celle de niveau 2 (L2).
Plus la taille de ces mémoires est importante, plus les performances des processeurs augmentent. Cependant, la taille ne fait pas tout, le système de gestion peut influencer les performances du processeur. C'est une méthode très rentable pour baisser les performances d'un processeur, tout en gardant la même structure de fonctionnement qu'un processeur plus rapide, et donc, de réduire les coûts de production : un exemple flagrant reste le Celeron qui a de la mémoire cache moins rapide que le Pentium 4.

Les formats
Le socket est l'endroit où se connecte le processeur (CPU) sur la carte mère . Attention, il ne faut jamais forcer la connexion sous peine de détruire son CPU. Il existe 3 types de socket aujourd'hui :

La gamme pour portables
Ce qui change le plus par rapport aux processeurs de PC de bureau, c'est que les processeurs pour portables ne doivent pas chauffer et consommer beaucoup moins. Pour cela, les constructeurs ont inventé des systèmes permettant de faire varier la vitesse interne des portables. Le SpeedStep est le procédé utilisé par Intel fonctionnant sur deux principes. Si le portable est connecté au secteur, le processeur fonctionne à sa vitesse maximale. S'il fonctionne sur batteries, sa fréquence diminue. Ceci réduit ainsi la consommation sans trop ralentir le PC. Dans le cas où l'ordinateur a beaucoup de calculs à effectuer, il est tout de même possible d'utiliser le processeur à sa fréquence maximale. Le PowerNow d'Amd fait varier la vitesse de son processeur en fonction de la demande. Si l'on fait du traitement de texte, le processeur baisse sa tension d'alimentation ainsi que sa fréquence. Par contre si la demande est plus forte, le processeur fonctionne à sa vitesse maximale.
L'offre est surtout du côté d'Intel, avec ses Pentium III-M et Pentium 4-M (M pour Mobile). Il existe aussi des ordinateurs portables avec des processeurs standard qui sont identiques aux modèles pour ordinateur de bureau. Les principaux inconvénients sont que ces processeurs consomment bien plus de courant et que la chaleur dégagée et plus importante. Cependant, leurs prix est nettement inférieurs à leurs homologues pour portables.

Un refroidissement adapté.
Un processeur dégage énormément de chaleur : autant qu'une lampe de 60 watts sur une surface qui n'excède pas quelques millimètres carrés. Par conséquent, il faut que le refroidissement soit le meilleur possible. Il faut veiller à choisir le ventilateur adapté à chaque processeur, et il ne faut pas non plus oublier le bruit engendré, c'est un paramètre primordial à prendre en compte.

Le bi-processeur.
Le bi-processeur s'adresse aux machines très haut de gamme : les serveurs et les stations de travail. Un second processeur apporte environ 10 à 50% de performances en plus selon les applications. Mais, en aucun cas, deux processeurs à 1GHz n'égaleront un processeur à 2GHz. Il faut de plus que les applications soient compatibles SMP (Symetric Multi-Processors) et que le système d'exploitation gère ce système (Windows NT4, Windows2000, Windows XP Pro). De plus, très peu de jeux reconnaissent le second processeur à part les jeux basés sur le moteur de Quake3..
Chez Intel, ce sont les Pentium Xeon qui supportent le SMP et chez AMD, les Athlon MP.

Changer de processeur sans changer de carte mère.
L'exemple le plus connu d'"upgrade processeur" sans changer de carte mère concerne l'adaptateur FCPGA qui permet d'utiliser un processeur FCPGA sur une carte mère Slot One. Les autres exemples sont malheureusement quasiment inexistants. Il n'a jamais eu d'adaptateur Slot A->Socket A par exemple. Cependant, outre les incompatibilités physiques, certains chipsets ne peuvent pas supporter un processeur plus évolué, par exemple dont le bus augmente ou la finesse de gravure change : cela s'est produit avec les processeurs Intel quand ils sont passés de la gravure 0,18µm à la gravure 0,13µm.

Versions boîtes
AMD et Intel vendent leurs processeurs sous deux formes : l'une "OEM" qui est destinée à être intégrée dans un ordinateur (avant que la vente se fasse). L'autre en version "boîte", que le particulier achète avant de le monter dans son ordinateur : cette version "boîte" dispose d'un ventilateur et d'une garantie plus longue.
Une garantie de 3 ans n'est pas négligeable, surtout lorsqu'il s'agit d'un élément aussi sensible qu'un processeur.
Cependant, la garantie ne s'applique pas à certains cas : détérioration du processeur au niveau du core, suite à une mauvaise installation du ventilateur, surcadençage du processeur (overclocking), utilisation du processeur sans ventilateur...

AMD et le P-Rating
Pour contrer Intel, AMD a réintroduit, avec son Athlon XP, la notion de P-Rating. En effet, l'adversaire direct du Pentium4, l'Athlon XP obtient de meilleures performances avec une fréquence de fonctionnement inférieure. Par exemple, un Athlon XP 1800+ n'est cadencé qu'à 1,63GHz, mais obtient les mêmes performances qu'un Pentium 1.8GHz par exemple. Ces deux processeurs n'ont pas du tout la même structure interne, ce qui explique que la fréquence ne fait pas forcément la puissance !

La gamme actuelle
Voici un aperçu de la gamme actuelle des processeurs sur le marché :

AMD Thunderbid (socket A)
Remplacement ou évolution de l'ATHLON (K7) avec 256 KO de cache L2 Ko

AMD Durons (socket A)
Nom de code «morgan», ce processeur possède 64 Ko de cache L2 et 128 de cache L1. Il est gravé en 0.18µ, avec une fréquence de bus processeur de 100 Mhz et 3 Pipelines d’exécution. Basé sur l’architecture K7. Il est compatible MMX, 3D-Now SSE 1 et 2. Un nouveu DURON nomé « Applebread » vient de sortir, gravé en 0.18µ il posséde 256 de cache L2.

Processeur AMD Athlon XP (socket A)
Il inclut 512 Ko de mémoire cache L2 et 128 Ko de cache L1. On peut trouver 3 modèles de XP :
FSB 266 = bus à 133 Mhz nom de code « Palomino ». (0.18µ)
FSB 333 = bus à 166 Mhz nom de code « Thoroughbred ». (0.13µ)

Processeur AMD Athlon Barton (socket A)
Ce processeur est du même type que le « Thoroughbred », mais qui inclue 512 Ko de mémoire cache L2 (au lieu de 256 Ko) et toujours 128 Ko de cache L1. Il est gravé en 0.13µ et utilise un bus a 166 Mhz. Il est compatible MMX, 3D-Now SSE.

Processeur AMD Athlon™ 64 (socket 754)
L'AMD Athlon 64 supporte la mémoire DDR 200, 266, 333 ou 400 Unbuffered (standard), sur un seul canal. Il bénéficie d'une bande passante de 3.2 Go /s dans un sens comme dans l´autre, pour un total qui s´élève donc à 6.4 Go /s vers le chipset. Ces AMD Athlon 64 ne sont pas compatibles avec les cartes mères pour AMD XP. Il possède un cache de 1024 Ko en cache L2.
Ils sont gravés en 0.13µm et intègrent le contrôleur mémoire. Il intègre aussi le contrôleur HyperTransport. Comparé aux Athlon XP ou Barton basés sur l'architecture K7, ce processeur se voit ajouter les instructions SSE2 car il bénéficie de la nouvelle architecture AMD K8.

Processeur AMD Athlon™ 64 FX (socket 940)
L'AMD Athlon 64 FX exploite la technologie AMD64, une technologie révolutionnaire qui lui permet d'exécuter à pleine puissance les logiciels 32 bits actuels et la nouvelle vague de logiciels 64 bits et améliore les traitements multimédia grâce aux technologies 3DNow !™.
Gravé en 0.13µm, il supporte la mémoire DDR200, 266, 333 ou 400 Registred sur deux canaux, ce qui permet en théorie de doubler la bande passante mémoire disponible. Il possède un cache de 1024 Ko en L2.
En fait, l´Athlon 64 FX est un Opteron dont on a désactivé deux des trois contrôleurs HyperTransport.

Processeur AMD Athlon Opteron (socket 940)
Graver en 0.13µm, ce processeur avec jeux d'instructions X86-64 est dédié aux serveurs. Il a une capacité de traitement simultané en 32 bits et 64 bits et nécessite de la DDR 200/266/333 ECC qui supporte les transferts mémoire 128 bits sur deux canaux.1 Mo de cache L2 et une bande passante processeur de 6.4 Go/s. Le processeur AMD Opteron est disponible en version pour serveurs de 1 à 8 processeurs et stations de travail de 1 à 4 processeurs.

Le Pentium III Tualatin (socket 370)
Fabriqués en technologie 0.18µm, avec un bus de 133 Mhz. II possède 32 Ko de cache L1 et 256 Ko en L2. Basé sur l'architecture Intel P6, il ne bénéficie ni de l'accélération 3D-Now ni du SS2.

Le Celeron I & II
Celeron I (socket 370) : nom de code « Willamette-128 », est basé sur le cœur des toutes premières générations de Pentium 4 et est gravé en technologie 0.18µm. Il ne contient de ce fait que 256 Ko de mémoire cache (contre 512 pour P4) et 1 pipeline d'exécution.
Celeron II (socket 478) : gravé cette fois-ci en 0.13µm mais dont on a réduit le cache L2 a 128 Ko (contre 256 Ko pour les Celeron I).
Ces deux processeurs ont un bus à 100 Mhz et sont basés sur une architecture Intel NetBurst ce qui leur permet de bénéficier du SS2.

Processeur Intel PIV (socket 478)
Nécessite une alimentation avec connecteur 12V supplémentaire.
Pentium 4 B en 533 MHz : il utilise un bus 133 MHz (533 MHz « Quad Pumped » 4.6 Go /s).
Pentium 4 C en 800 MHz : sur ce processeur le bus est à 200 MHz « Quad Pumped » (FSB800, 6.4 Go /s), et tous ces processeurs intègrent la technologie HyperThreading, fonction qui émule un second processeur logique. Cette fonction doit être, bien sûr, gérée par le système d'exploitation (Windows 2000, XP Home/Pro et Linux à partir d'un noyau 2.4.18)

Pentium Extrême Edition (socket 478)
Ce processeur gravé en 0.13µ, est basé sur le core du « Gallatin » utilisé pour les Xeon. Il est doté de 2Mo de mémoire cache L3 qui s’ajoute aux traditionnels 512Ko de cache L2. L’architecture demeure la même que les Pentium 4 traditionnels et bénéficie donc de la technologie HyperThreading et d’un FSB de 800 Mhz.