microprocesseur

On mesure la puissance d’un microprocesseur par la taille de ses registres et par sa fréquence d’horloge. La taille des registres s’exprime en nombre de bits. Elle n’a cessé de croître grâce aux progrès de la technologie des circuits intégrés : aujourd’hui, on trouve sur le marché des microprocesseurs 8 bits, 16 bits, 32 bits et 64 bits. Chaque microprocesseur dispose d’une horloge qui émet un signal à intervalle régulier. La fréquence d’horloge, exprimée en mégahertz (MHz) ou gigahertz (GHz), correspond au nombre de millions (ou de milliards) de signaux émis par l’horloge en une seconde. Le délai entre deux signaux s’appelle un cycle, et pendant un cycle d’horloge, une micro-instruction (ou plusieurs, si elles ne correspondent pas au même bus) peut être exécutée. Par conséquent, plus la fréquence d’horloge d’un microprocesseur est élevée, plus celui-ci est rapide et donc performant. Cependant, on ne peut comparer les fréquences d’horloge de microprocesseurs que lorsqu’ils ont une architecture identique (un PowerPC G4 de Motorola ne peut se comparer directement à un Pentium 4 d’Intel).

Par ailleurs, les fréquences d’horloge varient en fonction des types de microprocesseurs : les microprocesseurs généraux comme le Pentium 4 peuvent être cadencés à quelques gigahertz (GHz), les versions pour les mobiles tournent autour de 1 GHz et les microprocesseurs embarqués sur des PDA (Personal Digital Assistant, assistant numérique personnel) sont généralement cadencés à quelques centaines de mégahertz (MHz).

L’évolution de la puissance des microprocesseurs suit la loi de Moore — énoncée par Gordon Moore, l’un des fondateurs d’Intel —, qui stipule, dans sa version réévaluée de 1975, qu’à prix constant la puissance des microprocesseurs est doublée tous les dix-huit mois (et non tous les ans, comme énoncé dans sa première version de 1965). Le rythme de croissance exponentielle prévu par cette loi empirique est toujours observé en ce début de XXI^e siècle et devrait se poursuivre jusqu’en 2017 où, selon Moore, une limite physique sera atteinte : celle de la taille des atomes (voir nanosciences et nanotechnologies).

Les microprocesseurs diffèrent en fonction de la nature des opérations qu’ils doivent réaliser et en fonction des contraintes de l’équipement. On peut par exemple distinguer les microprocesseurs à usage général, que l’on trouve sur les micro-ordinateurs, des microprocesseurs spécialisés que l’on peut trouver sur des équipements de reconnaissance vocale et des microprocesseurs destinés à des équipements mobiles disposant de faibles ressources d’énergie (principalement en téléphonie mobile).