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5.C. Les microprocesseurs pour PC portables

5C.1. Introduction - 5C.2. Crusoe - 5C.3 Pentium III-M - 5C.4. Pentium IV-M - 5C.5. Pentium mobile (M) - 5C.6. Intel Core - 5.C.7. Atom pour Netbooks - 5C.8. Et AMD? - 5C.9. Turion

Les premiers ordinateurs portables datent quasiment du début des PC. Malheureusement, la technologie du début des années 80 ne permettait pas de réduire ni l'encombrement, ni la consommation. ils utilisaient un processeur standard, un écran cathodique, ... et rarement une batterie. Ils étaient tout simplement transportables. Les premiers réels PC portables datent du début des années 90 avec l'apparition des écrans plats d'une part, mais également des améliorations dans la technologie des batteries.

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Ces premiers modèles utilisaient des processeurs, mémoires, chipsets, ... standard: 386, 486, Pentium, ... C'est Intel de nouveau qui lance des modèles spécifiques avec les Pentium III-M (M pour mobile).

Si les modèles actuels n'ont plus grand chose à envier en terme de vitesse avec les modèles standards, les grosses distinctions viennent de la consommation réduite en diminuant généralement la tension d'alimentation. D'autres mécanismes d'économie d'énergie réduisent la vitesse et la tension d'alimentation en fonction de l'utilisation. Comme nous le verrons dans le chapitre sur les chipset, les fabricants actuels développent également des modèles spécifiques.

5.C.2 Les processeurs Crusoe.

Arrivés en 1999 – 2000 (mais développé depuis 1996), le Crusoe de la firme Transmetta est un processeur atypique. De type Risc, il intègre un interpréteur interne qui émule les applications X86, y compris Windows. L'avantage est un faible nombre de transistors, le dégagement de température est moindre, ce qui permet des fréquences supérieures. Il est dédié aux PC portables. Désavantage, le fonctionnement est ralenti avec l'interpréteur de  commandes. Linus Torvalds, bien connu dans le monde Linux a notamment participé à ce projet.

La firme a disparue en 2005.

5.C.3 Pentium III-M

Sorti en 2001, c'est le premier processeur développé spécifiquement pour les PC mobiles. Il est identique au Pentium III sous bien des aspects (core Tualatin, notamment gravure en 0,13 micron, cache L2 de 512KB, ...).

La première spécificité est le SpeedStep. Cette technologie permet au processeur de commuter entre deux modes de travail: haute et basse fréquence. Cette fonctionnalité est réalisée en modifiant le facteur de multiplication.

La deuxième vient d'un chipset spécifique, le I830 acceptant également la fonction SpeedStep: i830MP avec circuit graphique externe AGP 2/4X, I830M qui intègre un circuit graphique avec mémoire en option mais acceptant un circuit externe et le I830MG qui intègre un circuit graphique. Ce chipset gère jusqu'à 1 GB de mémoire Dimm SDRAM PC133 (donc mémoire standard), 6 ports USB 1.1 et une carte réseau intégrée.

5.C.4. Pentium IV Mobile

Les processeurs pour portable suivent l'évolution des modèles bureautiques. Celui-ci découle du Pentium IV. Malheureusement, les défaut qui conduiront à l'abandon de l'architecture Netburst sont présente dans ce modèle, notamment au niveau consommation et pipeline trop long nécessitant une fréquence de travail élevée (ce qui n'est généralement pas intéressant pour un microprocesseur mobile). Intel l'abandonne rapidement pour le modèle suivant.

5.C.5. Pentium M

Sorti en 2003, le Pentium M est une évolution du Pentium III-M mais récupère quelques caractéristiques des Pentium IV comme:

• bus externe Quad Pumped permettant de faire transiter quatre informations simultanément sur le bus externe (chipset).
• prédicteur de branchement
• Instructions SSE2

C'est surtout avec ce modèle qu'Intel lance la technologie Centrino pour certains modèles. Cette terminologie est plus commerciale que technique. Elle reprend un Pentium-M, un chipset spécifique mobile et une carte réseau sans fils intégrée. Différents coeurs ont été utilisés comme le Banias, le Dothan et le Sonama. Ce dernier se caractérise principalement par le bit de verrouillage, une fonction DEP intégrée qui vérifie si un programme essaye d'utiliser la zone mémoire réservée aux données.

Le Celeron M est une version bridée de ce processeur. 

Ces processeurs seront remplacés en 2006 par les versions Intel Core.

5.C.6. Intel Core

Comme nous l'avons vu, le core Intel utilisé par les processeurs bureautiques est dérivé du Pentium-M. Lorsque Intel reprend les Core 2 Solo et Duo, les microprocesseurs mobiles suivent forcément la même direction (marketing oblige) avec des versions Dual et quadri-core. La technologie SpeedStep est également améliorée.

Tous ces processeurs utilisent des chipset de la série 9 en version spécifique portable utilisant de la mémoire DDR-2 mobile.

Mi-2007, trois versions sont proposées (en plus du Celeron-M de l'ancienne génération):

A. Intel Core2 Extreme

Le haut de gamme est constitué de:

• QX6X50: quadri-core, cache L2 partagée de 8 MB, bus principal (Quad-pumped) de 1333 Mhz.
• X7900: dual-core, cache L2 partagée de 4 MB, bus principal de 800 Mhz

B. Intel Core 2 Duo

Ces processeurs de la série T7XXX, T5XXX et U7XXX intègrent deux processeurs dans le même boîtier, le cache L2 partagé varie de 2 à 4 MB avec un bus externe variant de 533 à 800 Mhz. Ils sont similaires aux processeurs bureautiques.

C. Intel Core 2 Solo

Série U2XXX sont les équivalents en mono-core. Ces versions sont supprimées.

5.C.7. Atom.

Ces processeurs sont spécifiques aux netbook. Pas très performants, ils sont associés à des chipsets spécifiques. Leur gros avantage est une très longue autonomie et une faible consommation. Leur seul réel concurrent (à part les Celeron Mobiles) sont fabriqués actuellement par VIA.

5.C.8. Et AMD?

Longtemps non rentable, AMD ne s'est pas trop penché sur le problèmes des ordinateurs portables. Si une la version K6-3+ était effectivement développé dans ce but, ce microprocesseur a peu été vendu (ou même proposé par la firme). L'arrivée des Duron et Athlon XP allait un peu changer la donne. Le Duron, ne pose pas trop de problèmes d'échauffement et va être utilisé en version standard. par contre, l'Athlon XP n'a pas cette chance. AMD va modifier ce dernier en une version M. La première version avec une consommation de 35 Watts (Intel est à peine à 15 W) est peu utilisée par les constructeurs. C'est la version basse tension sortie en mi-2003 qui va un peu changer la donne. Comme les versions standards, ces processeurs utilise la technologie PowerNow ! qui gère dynamiquement la fréquence et la tension d'alimentation.

Au remplacement de l'XP par le Sempron 32 bits, les modèles équivalents vont forcément être développés. Quelques modèles basés sur le socket 754 en Athlon-M, basés sur le Sempron sont compatibles 32-64. 

Malgré de bonnes performances, ces processeurs gardent néanmoins le handicap d'une consommation élevée par rapport aux technologies Intel: Pentium-M et core 2 Duo.

5.C.9. Turion

En passant aux versions 64 bits pour ses microprocesseurs standards, AMD a changé de dénomination pour le Turion. L'architecture est strictement identique aux Athlon 64. Seuls des fonctionnalités d'économies d'énergie, couplée à des circuits d'interface spécifiquement développés le distingue. Comme pour Intel, des versions simple et doubles coeurs sont développés.

Toutes ces versions utilisent un bus hypertransport à 800 Mhz (soit l'ancienne version, tout comme le Sempron 64). Ces processeurs sont donc d'office moins performants que les versions bureautiques puisque la version 1.1 permet une bande passante de 6,4 GB contre 22,4 GB/s pour les Athlon 64 (en Full Duplex).

Les premières versions utilisent le socket 754 avec mémoire DDR. Comme Intel, les dénominations sont données par un code: les ML-xx et MK-xx utilisent un cache L2 qui varie de 512 KB à 1 MB. Ils sont tous mono-core.

Les dernières versions utilisent de la mémoire So-Dimm DDR-2 et utilisent leur propre socket, le S1. Comme pour les modèles bureautiques, ce socket peut-être utilisé tant en simple core qu'en dual. La mémoire cache L2 varie de 512 KB à 2 X 256 KB ou 2 X 512 KB suivant les versions. Ce sont les versions TL-xx et TK-xx. Les codages et caractéristiques.

Ils sont remplacés par des Athlon X2 depuis 2008.

La suite du cours hardware 1 > 5.A. Processeurs dédiés serveurs - 5.B. Technologie Dual-coeur - 6. Les bus internes PC