Bien choisir ses composants : la carte mère
Si le processeur est le cerveau, la carte mère est le cœur de tous les ordinateurs. Elle est l’élément essentiel au bon fonctionnement, à la stabilité des divers composants : processeur, RAM, carte réseau, carte son…
Essentielle, car elle regroupe et gère toutes les puces, comme le bios, chipset, le north et southbridge ou unifié, les divers bus (USB, SATA…) et ports d’extensions (PCI, PCI-E…), Slot mémoire, etc. Elle se présente sous divers formats, mini-ITX, micro-ATX, ATX…
Choisir sa carte mère en fonction du processeur
Sur le marché, il existe principalement deux marques de processeur, AMD et Intel qui propose tous leurs lots de cartes mère via les revendeurs tiers, MSI, ASUS… Ce choix se fera dont en fonction du modèle de processeur convoité, sa compatibilité, sa gamme (celui du CPU).
En effet, l’un des aspects qu’est la gamme est souvent éclipsé pour se concentrer que sur le prix. Or respecter la gamme permet une homogénéité afin d’éviter tout endommagement à cause de composant sous-dimensionné de celle-ci. La règle est : plus le processeur est puissant, plus le modèle de carte mère sera, elle aussi, d’une gamme élevée.
Quatre formats principaux de carte mère
VIA Gallery from Hsintien, Taiwan, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
En effet, il existe quatre principaux formats standard de carte mère :
- Les cartes mère ATX : sont les plus communes dans les ordinateurs du type PC. Elle mesure 305 x 244 mm et comporte :
- Cinq ports d’extension (PCI-E 1x, 16x, voir 4-8x),
- Six ports SATA, 6 Gb/s
- Quatre slots mémoire RAM,
- Depuis quelques années, on y notre de plus en plus la présence de ports M.2 SATA ou NVMe PCI express.
- Les cartes mère ATX : sont les plus communes dans les ordinateurs du type PC. Elle mesure 305 x 244 mm et comporte :
- Le E-ATX : Advanced Technology eXtended, Le plus grand des formats :
- Elle mesure 305 x 272 mm,
- Jusqu’à sept ports d’extension (PCI-E 1x, 16x, voir 4-8x),
- Huit ports SATA, 6 Gb/s
- Quatre slots mémoire RAM,
- Depuis quelques années, on y notre de plus en plus la présence de ports M.2 SATA ou NVMe PCI express.
- Le E-ATX : Advanced Technology eXtended, Le plus grand des formats :
- Le Micro-ATX : pour ma part, je pense que ce form factor est « bâtard », pas suffisamment réduit par rapport au Mini-ITX et pas aussi complet que l’ATX.
- Elle mesure 244 x 244 mm,
- Trois ports d’extension (PCI-E 1x, 16x, voir 4-8x),
- Quatre ports SATA 6 Gb/s,
- Quatre slots mémoire RAM,
- Également M.2 SATA et NVMe PCI express.
- Le Micro-ATX : pour ma part, je pense que ce form factor est « bâtard », pas suffisamment réduit par rapport au Mini-ITX et pas aussi complet que l’ATX.
- Le Mini-ITX : forcément très limité, mais en même temps idéal pour certains usages assez basiques (bureautique, PC multimédia, NAS…) qui ne demande pas l’ajout de cartes additionnelles et peu de puissance brute.
- Elle mesure 170 x 170 mm,
- Un port d’extension (PCI-E 16x),
- Quatre ports SATA 6 Gb/s,
- Deux slots mémoire RAM,
- Pareillement M.2 SATA et NVMe PCI express.
- Le Mini-ITX : forcément très limité, mais en même temps idéal pour certains usages assez basiques (bureautique, PC multimédia, NAS…) qui ne demande pas l’ajout de cartes additionnelles et peu de puissance brute.
Autres éléments constituants une carte mère
Sur toutes les cartes modernes, on y retrouve également la présence :
- Socket processeur (cpu),
- Dun chipset unifié Intel ou AMD dont le but est la gestion des composants,
- Un bios, UEFI (bios moderne)
- D’un connecteur d’alimentation processeur de 4, 8, 16 broches,
- Connecteur 24 broches pour l’alimentation,
- Connecteur audio du panneau avant du boîtier,
- Connecteur USB 2, USB 3 pour le front panel du boîtier,
- Connecteurs fan 12 volts (ventilateur) PWM (PulsWidth Modulation) quatre broches, ajustement de la vitesse de rotation en fonction de la chaleur à l’intérieur du boîtier,
- Le connecteur du front panel qui regroupe :
- Le power sw (bouton d’allumage),
- Reset sw (bouton reset),
- Power led, hdd led (led d’activité des supports de stockage),
- Speaker (le buzzer) qui émet des bips d’identification, façon Morse, par le bios sur d’éventuelles pannes liées au CPU, mémoire RAM, etc.,
- Le connecteur du front panel qui regroupe :
- Un chipset audio, Ethernet (RJ45),
- D’un commutateur CMOS via un cavalier appelé aussi jumper qui permet la remise par défaut du BIOS en cas de difficulté de démarrage suite à un mauvais paramétrage du bios. À une certaine époque, tout n’était pas détectable ou réglable dans le BIOS. On était obligé d’effectuer la permutation manuellement à l’aide de ce fameux jumper pour configurer correctement les HDD, la fréquence d’un bus RAM, etc.
Les composants présents sur une carte mère
Socket CPU :
Est l’emplacement ou s’insère le processeur. On y retrouve trois architectures PGA, LGA et BGA.
- PGA : Pin Grid Array. Les pins du processeur s’insèrent dans les minuscules trous du socket.
- LGA : Land Grid Array. Processeur du type BGA, le plus souvent Intel, est recouvert de billes et repose sur les ressorts du socket.
- BGA : Ball Grid Array. Le processeur est directement soudé à la carte mère via des billes présentes sous le processeur.
En premier, on libère le crochet de verrouillage. L’insertion du CPU doit s’effectuer sans effort dans le sens indiqué sur le socket et le processeur symbolisé par une flèche. Ensuite, on reverrouille le crochet.
Le chipset carte mère :
Un chipset ou un jeu de puces, est un jeu de composants électroniques inclus dans un circuit intégré préprogrammé, permettant de gérer les flux de données numériques entre le ou les processeur(s), la mémoire et les périphériques. On en trouve dans des appareils électroniques de type micro-ordinateur, console de jeux vidéo, téléphone mobile, appareil photographique numérique, GPS, etc. Wikipédia
Il existait avant l’unification des chipsets, le Northbridge et le Southbridge.
Kimon Berlin, user:Gribeco, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
- Le northbridge : gère tout ce qui se trouve au nord de la carte :
- le CPU (processeur),
- La RAM (les slots),
- Les bus graphiques AGP ou PCI-E.
- Le northbridge : gère tout ce qui se trouve au nord de la carte :
- le southbridge : toute la région sud :
- Bus PCI,
- Contrôleur graphique intégré
- IDE et SATA,
- USB,
- Audio,
- mémoire CMOS,
- Ethernet, ROM Flash (le BIOS),
- Super I/O :
- Port Série,
- Port parallèle,
- Lecteur de disquette,
- Clavier/souris PS/2.
- le southbridge : toute la région sud :
Connecteur d’alimentation carte mère :
Le connecteur femelle présent sur une carte mètre comporte 24 broches. Il délivre les tensions suivantes :
- 3,3 V en orange,
- 5 V en rouge,
- -12 v bleu,
- 12 V jaune,
- Ground, la masse noir.
Il peut être placé à différents placements sur la carte mère. Élément à prendre en compte si le câble de l’alimentation est juste niveau longueur.
Connecteur d’alimentation CPU :
Le connecteur CPU se situe toujours dans un périmètre proche du socket. Il comporte trois déclinaisons, 4, 8, 16 broches (processeur i9 par exemple ou overclocking très poussé), qui correspondent à la puissance plus élever en additionnant les connecteurs 4 ou 8 broches.
L’avantage des 8 et 16 est la répartition de la puissance et l’ampérage sur plusieurs connecteurs. Ce qui évite la surchauffe en cas de sollicitation importante du CPU. Le 4 est quant à lui réservé au CPU entrée de gamme qui sont peu gourmands en énergie.
Slots RAM :
Facilement reconnaissable avec leurs taquets de verrouillage aux deux extrémités. On note la présence d’un détrompeur spécifique, afin de ne pas commettre d’erreur sur la génération des barrettes de RAM. Encoche que l’on retrouve sur la barrette de RAM.
Pour d’installer une barrette, rien de plus simple en faisant basculer les taquets d’un slot, puis insérer la RAM fermement jusqu’à entendre un clic qui confirme le verrouillage de la barrette.
La seule précaution, lors de l’achat de votre carte mère, est de s’assurer que les slots ne sont pas trop proches du socket. Ce qui peut empêcher la mise en place d’un ventirad autre que celui fournit ou vous bloquer à deux barrettes au lieu des quatre.
Ports d’extensions :
Un port d’extension permet l’ajout d’une carte additionnelle, carte son, de capture vidéo, réseau, USB, etc.
De nos jours, seuls les ports PCI-E 1x et 16x, parfois 4x, subsistent. Ce qui simplifie grandement la gestion des cartes additionnelles, car toutes basées sur le même protocole de bus.
Mais fut une époque où l’on retrouvait une multitude de ports différents, AGP, PCI, ISA, port AMR (port des Winmodem).
La carte MSI Z170A GAMING PRO, en exemple, comporte :
- 3 PCI-E 1x les plus petits,
- 3 PCI-E 16x, dont deux renforcés reconnaissable aisément au renfort de couleur gris, les plus grands,
- 1 PCI, connecteur légèrement décalé sur la gauche.
Lucianolll, CC0, via Wikimedia Commons
Dans le cas de l’ajout d’une carte graphique, insérer celle-ci dans le port PCI-E 16x spécifique graphique, qui vous garantit que les performances soient maximales (le premier PC-E 16x).
Connecteur SATA :
Un port SATA ou Serial ATA est principalement destiné aux supports de stockage (disque dur 3,5″ et 2,5″, SSD 2,5″) et lecteur/graveur optique, DVD/Blu-ray. Actuellement, on est à la révision 3 de 6 Gb/s.
| Révision # | Débit théorique (Gbit/s) | Débit théorique (Mo/s) | Débit pratique (Mo/s) |
|---|---|---|---|
| SATA I ou SATA 150 | 1,5 | 192 | 150 |
| SATA II ou SATA 300 | 3 | 384 | 300 |
| SATA III ou SATA 600 | 6 | 768 | 600 |
Le SATA express, dont le fonctionnement conjoint du protocole SATA et PCI-E, permet des taux de transferts bien plus importants. Sa bande passante maximale est de 8 Gb/s ou 16 Gb/s.
Cette norme n’est pas la plus couramment usitée au profit du NVMe, plus pratique au format réduit (port et SSD format barrette).
Ports M.2 (SATA, NVMe) :
Le port M.2 permet de connecter les SSD au format M.2 (barrette) utilisant les protocoles SATA et PCI-E.
NikNaks, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
- M.2 SATA : est identique au port SATA, il possède donc les mêmes débits de ~500 Mo/s.
- M.2 NVMe : quant à lui utilise le protocole PCI-E. Il est bien plus performant niveau débits par rapport au SATA de l’ordre de plusieurs Gb/s. Bien plus rapide, avec l’inconvénient d’une chauffe excessive qui nécessite l’investissement d’un dissipateur thermique afin de le refroidir correctement.
Que ce soit M.2 SATA ou un NVMe, l’autre inconvénient est inhérent à ces deux technologies
- En SATA, généralement deux ports SATA seront inutilisables.
- En NVMe, risque de bridage du protocole PCI-E qui est limitée bande passante et risque de ralentir votre carte graphique. Dans les faits, que très rarement. En effet, c’est le chipset qui le gère contrairement au PCI-E 1x-16x d’extension géré par le processeur.
Il est vivement conseillé de se renseigner avant tout achat sur les spécificités de la carte mère convoitée sur le site constructeur ou dans le manuel mis à disposition.
Connecteur fan :
C’est par ce connecteur que l’on relie un ventilateur de boîtier ou CPU, le ventirad. Il est nommé Fan. Deux types présents, sans PWM, de 3 pins et avec la fonction PWM de 4 pins.
Non PWM 3 pins, fonctionne par modification de la tension en fonction des températures relevées.
Le PWM 4 pins, Pulse Width Modulation ou modulation de largeur d’impulsions, adapte la vitesse de rotation par impulsions en fonction de la température remontée pour la sonde.
Du côté ventilateur, le connecteur femelle doit comporter aussi 3 ou 4 pins. Cela va de pair.
Connecteur front panel :
- Le power sw (bouton d’allumage),
- Reset sw (bouton reset),
- Power led, hdd led (LED d’allumage et d’activité des supports de stockage),
- Speaker (le buzzer) qui émet des bips d’identification, façon Morse, par le bios sur d’éventuelles pannes liées au CPU, mémoire RAM, etc.
Ces termes ne vous disent probablement rien, mais le connecteur du front panel ou panneau avant du boitier relie les petits câbles provenant du boîtier. Normalement une inscription est présente sur la carte mère afin de ne pas commettre d’erreurs. La polarité (+ et -) est souvent indiquée sur le câble lui-même. Si ce n’est pas le cas, référez-vous au manuel d’utilisation du boitier, si présent.
Panneau arrière Entrée/Sortie
Avant la mise en place de la carte mère dans le boîtier, vous devez installer la back plate ou I/O shield à l’emplacement se trouvant à l’arrière du boîtier. Son rôle n’est pas qu’esthétique et sert surtout d’isolation contre les courts-circuits, des ports USB et autres.
Le panneau arrière des entrées/sorties regroupe tous les connecteurs :
Port PS/2 : clavier/souris,
Les ports USB,
Connecteurs d’affichage vidéo : HDMI, DisplayPort, DVI. Ils ne servent que pour la partie graphique intégrée au processeur,
Port Ethernet,
Et la sortie audio jack, S/DIF optique.
Autres éléments à prendre en compte
Les entretoises
Les entretoises se visent entre le boîtier et la carte mère. Ils ont le même rôle que pour l’I/O shield (plaque arrière), éviter les courts-circuits. Elles peuvent être en plastique et directement intégrées au boîtier.
La compatibilité des SSD, RAM, processeur.
Vous devez vous assurer que tous ses composants sont parfaitement compatibles avec la carte mère choisie afin de minimiser les soucis de compatibilité. Rendez-vous sur le site constructeur qui doit normalement les référencer.
