text: La culture du Mexique reflète l'histoire complexe du pays et est le résultat du mélange progressif de la culture indigène (en particulier mésoaméricaine) avec la culture espagnole et d'autres cultures du pays. Sa richesse culturelle est également nourrie par les 68 peuples autochtones, successeurs des sociétés préhispaniques, qui parlent des variantes ou des dialectes d'un total de soixante-huit langues ou langues, dont le nahuatl qui possède le plus grand nombre de locuteurs. Ce mélange de cultures a également façonné le pays dans sa globalité, que ce soit au niveau architectural, gastronomique, religieux, ou bien évidemment de la langue espagnole ayant remplacé les divers dialectes précolombiens comme le nahuatl ou le maya comme langue officielle. La population mexicaine est estimée à 126 millions en 2022, pour 9 en 1872 et 50 en 1960. Langues Presque toute la population mexicaine parle le castillan. En 1996, environ 6,7 % de la population parle une langue indigène et parle le castillan en tant que deuxième langue. On compte 67 langues indigènes, dont le nahuatl (), le maya (), le zapotèque ()... Le nahuatl, l'ancienne langue des Aztèques, exerce une certaine influence sur les dialectes régionaux. Certains mots d'origine nahuatl, en particulier des noms de lieux de plantes ou d'animaux, font désormais partie intégrante de l'espagnol standard. L'anglais acquiert une importance croissante : hommes d'affaires, classe moyenne, émigrés aux États-Unis de retour au pays natal, jeunes. Une importante communauté anglo-saxonne existe dans le centre du pays (). Le bas-saxon est parlé par d'importantes communautés : . Le vénitien, l'émigration italienne aux a conduit à la formation de petits « îlots » de locuteurs du vénitien en Amérique, notamment dans la ville de Chipilo (État de Puebla, Mexique). La constitution mexicaine reconnait l'existence de 67 langues indigènes dans le pays. Langues au Mexique, Langues du Mexique, espagnol (>90 %), espagnol mexicain Académie de la langue mixtèque Peuples Groupes ethniques au Mexique Mésoamérique, Civilisation précolombienne Indigènes du Mexique, Culture indigène du Mexique Mésoamérique Traditions Religion Officiellement laïque depuis plus de 150 ans, 98 % des citoyens se disent catholiques. En 2020, environ 8,1 % de la population totale, ne professent aucune religion. Généralités Anthropologie religieuse Religion en Amérique latine Situation au Mexique (estimation 2017), Religion au Mexique, Religion au Mexique (rubriques) Christianisme (85-92 %, ) Catholicisme (75-79 %, ), catholiques orientaux, Guerre des Cristeros (1926-1929) Légion du Christ (1941), Marcial Maciel Degollado (1920-2008), Regnum Christi (association de laïcs) Protestantisme (10-15 %, ) évangélisme (), anglicanisme (Église anglicane du Canada), adventisme... pentecôtisme (1,59 %, ), presbytérianisme (0,39 %, ), méthodisme (0,02 %, )... Église de Jésus-Christ des saints des derniers jours (1,39 %, en 2010... et en 2015) ( Mennonisme, Mennonites du Mexique ( Orthodoxies Religions indigènes, animisme (et syncrétisme) () Judaïsme (0,06 %, ), , , Bouddhisme (), Tibet House de Mexico Islam () Baha'isme () Spiritualisme () Athéisme et agnosticisme (5 %, ), Liberté de religion sans restriction, depuis la guerre des Cristeros (1926-1929, Christiada) Franc-maçonnerie au Mexique Symboles Armoiries du Mexique Drapeau du Mexique Hymne national : Hymne national mexicain ' Emblème végétal : Dahlia Emblème animal : Caracara du Nord : Notre-Dame de Guadalupe. Père de la Nation : Miguel Hidalgo (1753-1811) Épopée nationale : Visión de Anáhuac de Alfonso Reyes, Estas ruinas que ves de Jorge Ibargüengoitia, Clemencia de Ignacio Manuel Altamirano, La muerte del tigre de Rosario Castellanos, El éxodo y las flores del camino de Amado Nervo, Gringo viejo de Carlos Fuentes Couleurs nationales : vert, blanc, rouge. : Chiles en nogada, enchiladas, tacos, mole, possole, Poète national :Ramón López Velarde (1888-1921), Octavio Paz (1914-1998) Mythologies Contes et légendes Mythes, légendes, contes La Llorona La Catrina Légendes urbaines Pratiques Chamanisme Stéréotypes Les charro et la china poblana ont été promus stéréotypes de la mexicanité par les gouvernements post révolutionnaires. Fêtes Fêtes et jours fériés au Mexique} Carnaval au Mexique Société Démographie du Mexique, De la société mexicaine Mexicains Groupes humains Éducation Éducation au Mexique (rubriques) Liste des universités au Mexique Universitaires mexicains Système éducatif mexicain Arts de la table Cuisine et gastronomie La cuisine traditionnelle mexicaine est un modèle culturel complet qui rassemble des pratiques agricoles, rituelles, des talents de longue date, des techniques culinaires et des coutumes et manières communautaires ancestrales. Cuisine mexicaine, Cuisine mexicaine(rubriques), De la gastronomie mexicaine Jeux populaires , , Pelote basque Tauromachie au Mexique Média Technologie au Mexique Télécommunications au Mexique Journalistes mexicains Liberté de la presse, censure des médias Presse écrite Liste de journaux mexicains La Jornada, Milenio, El Universal (Mexique) Revues littéraires : Letras Libres, Nexos, Vuelta Radio Radios au Mexique Télévision Télévision au Mexique, De la télévision au Mexique Internet Littérature La littérature du Mexique est l'une des plus prolifiques de la langue espagnole, et ses antécédents remontent à l'époque précolombienne, passant par différentes étapes. Parmi les personnalités les plus importantes, notoires et internationalement reconnues de ce pays figurent José Joaquín Fernández de Lizardi, Sor Juana Inés de la Cruz, Juan Rulfo, Juan José Arreola, Elena Garro, Octavio Paz, Rosario Castellanos, José Gorostiza, Carlos Fuentes, Amado Nervo, Jaime Sabines, José Emilio Pacheco, Alfonso Reyes, Fernando del Paso. :Catégorie:Littérature mexicaine Écrivains mexicains Œuvres littéraires mexicaines Prix littéraires au Mexique Revues littéraires mexicaines , Écriture et littérature maya, Écriture maya, Codex maya Littérature précolombienne Le poète préhispanique le plus connu est Nezahualcoyotl (1402-1472). Rabinal Achí Codex mésoaméricain, Codex préhispanique, Codex colonial, Chronique X, Codex X, Papier d'amate , José Joaquín Fernández de Lizardi (1776-1827) Salvador Díaz Mirón (1853-1928) Amado Nervo (1870-1919) Mariano Azuela (1873-1942) José Vasconcelos (1882-1959) Alfonso Reyes (1889-1959) Xavier Villaurrutia (1903-1950) Agustín Yáñez (1904-1980) Griselda Álvarez (1913-2009) José Revueltas (1914-1976) Octavio Paz (1914-1998) Juan Rulfo (1917-1986) Alí Chumacero (1918) Elena Garro (1920-1998) Rosario Castellanos (1925-1974) Jaime Sabines (1926-1999) Carlos Fuentes (1928-2012) Elena Poniatowska (1932) Sergio Pitol (1933) Fernando del Paso (1935) Hugo Hiriart (1942) José Agustín (1944) Laura Esquivel (1950) Luis Zapata (1951) Écrivains modernes en langues indigènes chipileño : (1975-) kiliwa : (1936-) maya : (1968-), (1952-) mixteco : (1963-) náhuatl : Patrick Johansson (1946-), Miguel León-Portilla (1926-) zapothèque : Andrés Henestrosa (1960-2008), Natalia Toledo Paz (1967-), (1974-) Artisanats Les savoir-faire liés à l’artisanat traditionnel relèvent (pour partie) du patrimoine culturel immatériel de l'humanité. On parle désormais de trésor humain vivant. Mais une grande partie des techniques artisanales ont régressé, ou disparu, dès le début de la colonisation, et plus encore avec la globalisation, sans qu'elles aient été suffisamment recensées et documentées. Céramique au Mexique, Talavera (poterie) Textiles mexicains, Textiles mayas, Broderie de Tenango, Textiles d'Oaxaca Artisanat traditionnel du cuivre au Mexique Artisanat traditionnel du jouet au Mexique Cartoneria (papier mâché) Arts visuels Période précolombienne Civilisation précolombienne, Art précolombien Sites archéologiques au Mexique, Liste des sites mayas, Architecture maya Dessin Bande dessinée La bande dessinée mexicaine (Historieta de México) existe depuis la fin du et est très développée. Au Mexique, le terme « monitos » était parfois employé pour désigner les historietas. Maintenant, « cómic » et « historieta » sont utilisés indistinctement. C'est en 1908 que la bande dessinée s'installe officiellement comme forme d'expression, pour critiquer et réfléchir sur la société mexicaine, influencée par la bande dessinée américaine moderne. Ainsi est apparue la première série mexicaine à bulles, basée sur des histoires yankee : Les Aventures d'Adonis, de Rafael Lillo et Macaco et Chamuco, aventures de deux jumeaux insupportables, de M. Torres. Historieta, Bande dessinée mexicaine Peinture L'un des aspects culturels les plus importants et les plus anciens est la peinture mexicaine, déjà présente depuis le Mexique précolombien dans les constructions et les codex, et pendant la période coloniale, dans les couvents. Au , la peinture a acquis une renommée mondiale avec des artistes qui ont exprimé une critique sociale dans leurs œuvres , tels que les muralistes David Alfaro Siqueiros, José Clemente Orozco et Diego Rivera. A côté de lui, mais avec une indépendance artistique, se trouve Frida Kahlo, dont l'œuvre est pleine d'émotion et de douleur, dans des tableaux dont elle-même est le thème central. D'autres artistes éminents sont José Luis Cuevas, Rufino Tamayo et Francisco Toledo. Muralisme mexicain L'Homme contrôleur de l'univers (1934, Diego Rivera) Katharsis (1934-1935) (1963) (1910) Peintres mexicains Miguel Cabrera (peintre) (1695-1768) Ernesto García Cabral (1890-1968) Joaquín Clausell (1866-1935) Dr. Atl (1875-1964) José Clemente Orozco (1883-1949) Diego Rivera (1886-1957) David Alfaro Siqueiros (1896-1974) Rufino Tamayo (1899-1991) María Izquierdo (1902-1955) Abraham Ángel (1905-1924) Juan O'Gorman (1905-1982) Frida Kahlo (1907-1954) Gunther Gerzso (1915-2000) Abel Quezada (1920-1991) Juan Soriano (1920-2006) Ignacio Barrios (1930) José Luis Cuevas (1934) Octavio Ocampo (1943) Sculpture Sculpteurs mexicains Sculpteurs mexicains Enrique Carbajal Pedro Coronel José Luis Cuevas Manuel Felguérez Eduardo Leal de la Gala Federico Silva Francisco Zúñiga Architecture L'architecture a également joué un rôle important dans l'histoire du pays. Les civilisations mésoaméricaines ont eu un grand développement stylistique et l'urbanisme a eu une grande impulsion, comme par exemple les villes de Teotihuacán et Mexico-Tenochtitlan. Avec l'arrivée des Espagnols, de nouveaux styles ont été introduits, comme le baroque et le maniérisme, dans les cathédrales et les bâtiments ; plus tard, le néoclassicisme est introduit. L'un des édifices les plus représentatifs de la modernisation est le Palais des Beaux-Arts, qui réunit l'Art nouveau et l'Art déco. Dans l'architecture moderne, on peut citer Juan O'Gorman et Luis Barragán, dont le travail alliait mysticisme religieux et sauvetage des racines nationales, intégrant la nature dans leur travail. Des organisations telles que l'UNESCO ont distingué de nombreux sites mexicains pour leurs contributions au monde culturel. Cette richesse culturelle va des complexes d'habitation construits dans le style Bauhaus, comme les maisons multifamiliales de Tlatelolco, des stades de football imposants et avant-gardistes, comme le stade Rayados à Monterrey, des ponts autoroutiers innovants, comme le téléphérique Matute Remus. pont à haubans à Guadalajara. Architectes mexicains Photographie Photographes mexicains , Arts de la scène Réseau Alliance française au Mexique Musique La musique mexicaine est variée et comprend une large gamme de styles musicaux parfois influencés par la musique folklorique. Au cours des trois dernières décennies, la musique du pays a connu d'importantes évolutions tant en termes de musique classique qu'avant-gardiste, ainsi qu'une présence exceptionnelle sur la scène mondiale de la musique populaire et de rock. Ces dernières années, le sauvetage, la défense, la diffusion et l'enseignement des musiques régionales ont refait surface avec force entre les mains de Mexicains soucieux de faire vivre les traditions. Cielito Lindo (composée en 1882), La Bamba, et bien d'autres font partie de la culture mexicaine et sont célèbres dans le monde entier. Après l'arrivée des Espagnols, les indigènes ont appris la musique européenne des missionnaires. De nombreuses danses de conquête pratiquées dans les communautés indigènes du pays datent de cette époque ; ainsi que certains genres associés au culte catholique, comme la danse des Matachines et le son de Concheros, entre autres. Musique amérindienne Musique mexicaine, Musique mexicaine (rubriques) Orchestres mexicains Musiciens mexicains, Groupes de musique mexicains Mariachi Musique norteña, Ranchera, Huapango, Boléro, Corrido, Son jarocho Rock mexicain, , Chicano rap Danse Avant l'arrivée des Espagnols, pour les peuples qui habitaient le Mexique, la danse rituelle était une partie importante de la vie quotidienne. Les religieux qui ont évangélisé ces terres ont tenté de les supprimer, mais, compte tenu de leur dangerosité, ils les ont adaptées ou christianisées, leur donnant ainsi un nouveau sens. Les Espagnols ont influencé leurs danses préhispaniques avec diverses danses de style européen, dont la valse et la polka. Ils ont forcé les indigènes à remplacer leurs divinités par des saints et des vierges. Le processus d'acculturation a été difficile, car ils ont été éduqués dans la violence et donc dans la maltraitance. Ils ont été privés de leurs expressions culturelles. Actuellement, chaque état de la République mexicaine a des danses régionales, qui représentent la culture, les coutumes et les traditions de leur communauté. Danse du volador Chorégraphes mexicains México de Colores, compagnie de danse qui cherche à briser les stéréotypes, composée exclusivement d'hommes et inspirée du folklore mexicain. Son spectacle est un mélange de cabaret, de pantomime, de théâtre, de satire et de comédie, avec des chorégraphies qui emmènent le spectateur à travers différents lieux et coutumes du Mexique. Théâtre Théâtre mexicain (rubriques) Dramaturges mexicains Metteurs en scène mexicains Acteurs mexicains de théâtre, Actrices mexicaines de théâtre , forme de vaudeville mexicain des années 1920-1930 Pièces : El rumor del incendio Cinéma et télévision Cinéma mexicain (rubriques) Institut mexicain de cinématographie, Académie mexicaine des arts et des sciences cinématographiques Liste de films mexicains Festivals de cinéma au Mexique Récompenses de cinéma au Mexique, médaille Salvador-Toscano (récipiendaires) Réalisateurs mexicains, Réalisatrices mexicaines Scénaristes mexicains, Scénaristes mexicaines Acteurs mexicains, Actrices mexicaines) Les premières œuvres cinématographiques datent du début du . Durant les années 1910-20, en pleine révolution mexicaine, des documentaires sont tournés. Francisco Villa et Emiliano Zapata ont conclu des contrats avec des firmes américaines et se font payer des sommes conséquentes pour se laisser filmer durant leurs actions militaires et les combats. La situation se stabilise dans les années 1930, ce qui permit un renouveau dans le cinéma. À la même époque, quelques cinéastes espagnols comme Luis Buñuel fuient la guerre d'Espagne et s'installent au Mexique. Aujourd'hui, deux groupes de télévision, Televisa et TV Azteca diffusent sur tout le territoire et possèdent des parts de nombreuses chaînes de télévision en Espagne et en Amérique latine. Autres scènes : marionnettes, mime, pantomime, prestidigitation Les , arts de la rue, arts forains, cirque, théâtre de rue, spectacles de rue, arts pluridisciplinaires, performances manquent encore de documentation pour le pays. L'art de la marionnette est bien plus présent, et en tout cas signalé : Le théâtre de marionnettes au Mexique Codex de Florence (1677) en espagnol et en nahuatl, muchachuelo, máquinas reales, teatro guiñol Rosete Aranda (Compañía Rosete Aranda) (1835-1942), Empresa Carlos V. Espinal e Hijos, Bernardo Ortiz de Montellanos, Francisca Cuevas, Germán et Lola Cueto, Gilberto Ramírez Alvarado (1910-1990), troupes Rin-Rin, personnage de Comino, Roberto Lago (1903-1995), Loló Alva de la Canal, Graciela Amador Teatro Petu, Teatro Guiñol de l’Universidad Autonoma of Sinaloa (1959-1999), La hoja del titiritero independiente Marionetas de la Esquina (1974), Títeres Tiripitipis (1979), El Clan del Dragón (1979), Gente Teatro de Títeres y Actores (1981), Baúl Teatro (1986) Centro de Documentación Sobre Teatro para Niños y Títeres (CDTIT – Centre de documentation sur le théâtre pour enfants et de marionnettes, Museo La Casa de los Títeres (La Maison de la Marionnette), périodique Teokikixtli Défilé des alebrijes de Mexico Lola Cueto (1897-1978) Carnaval au Mexique Tourisme Patrimoine Musées et autres institutions Liste de musées au Mexique Liste du Patrimoine mondial Le programme Patrimoine mondial (UNESCO, 1971) a inscrit dans sa liste du Patrimoine mondial (au ) : Liste du patrimoine mondial au Mexique. Le Mexique est le 6e pays au monde qui possède le plus de sites classés à l’UNESCO et le premier en Amérique. 31 sites culturels et naturels ont reçu cette prestigieuse distinction dans l’ensemble du pays, des villes coloniales aux cités préhispaniques, en passant par des prouesses architecturales modernes ainsi que des zones naturelles. Il faut également rajouter 7 sites Patrimoines Immatériels, comme la gastronomie, les Mariachis et de nombreuses traditions. Liste représentative du patrimoine culturel immatériel de l’humanité Le programme Patrimoine culturel immatériel (UNESCO, 2003) a inscrit dans sa liste représentative du patrimoine culturel immatériel de l’humanité (au ) : 2008 : les fêtes indigènes dédiées aux morts, 2009 : les lieux de mémoire et traditions vivantes du peuple Otomí-Chichimecas de Tolimán : la Peña de Bernal, gardienne d’un territoire sacré, 2009 : la cérémonie rituelle des Voladores, 2010 : les Parachicos dans la fête traditionnelle de janvier à Chiapa de Corzo, 2010 : la Pirekua, chant traditionnel des P'urhépecha, 2010 : la cuisine traditionnelle mexicaine - culture communautaire, vivante et ancestrale, le paradigme de Michoacán, 2011 : le Mariachi, musique à cordes, chant et trompette, 2012 : Xtaxkgakget Makgkaxtlawana : le Centre des arts autochtones et sa contribution à la sauvegarde du patrimoine culturel immatériel du peuple totonaque de Veracruz, Mexique. 2016 : la Charrería, tradition équestre au Mexique, 2018 : la romería, cycle rituel de pèlerinage de la Vierge de Zapopan portée en procession. Registre international Mémoire du monde Le programme Mémoire du monde (UNESCO, 1992) a inscrit dans son registre international Mémoire du monde (au ) : 1997 : Collection de codex mexicains, 1997 : Codex et dossier du Marquisat de la Vallée d'Oaxaca, 1997 : Codex Techaloyan de Cuajimalpaz, 2003 : Los Olvidados, 2005 : Bibliothèque Palafoxiana de Puebla, 2007 : Colección de Lenguas Indigenas, 2007 : Échantillon de la richesse documentaire de la musique coloniale d’Amérique, 2009 : Collection du Centre de documentation et d'enquête de la Communauté ashkénaze au Mexique (du au ), 2011 : Pictogrammes du au du groupe « Cartes, dessins et illustrations » des Archives nationales du Mexique, 2013 : Fonds des archives historiques du Colegio de Vizcaínas : l’éducation et le soutien des femmes dans l’histoire du monde, 2015 : Le travail de Fray Bernardino de Sahagún, 2015 : Les dossiers judiciaires proposés correspondent à la naissance d’un droit : les ordonnances d’amparo. Notes et références Annexes Bibliographie Peter Standish et Steven M. Bell, Culture and customs of Mexico, Greenwood Publishing Group, Westport, Conn., 2004, Filmographie 2006 : Mexique, têtes masquées et pieds légers de Benoît Grimont 2012 : Chamans du Mexique de Marie Arnaud Articles connexes Charro china poblana Cuisine mexicaine Hymne mexicain Littérature espagnole Universités mexicaines Géographie du Mexique Tourisme au Mexique (rubriques) Secrétariat du Tourisme du Mexique (SecTur), Trece maravillas de México (2007) Liens externes Information culturelle. Mexique (Centre d'apprentissage interculturel, Canada) Mexico (Countries and their Cultures) Conseils aux voyageurs pour le Mexique France Diplomatie.gouv.fr Canada international.gc.ca CG Suisse eda.admin.ch USA US travel.state.gov


source: wikipedia

text: Un processeur (ou unité centrale de calcul, UCC ; en anglais central processing unit, CPU) est un composant présent dans de nombreux dispositifs électroniques qui exécute les instructions machine des programmes informatiques. Avec la mémoire, c'est notamment l'une des fonctions qui existent depuis les premiers ordinateurs. Un processeur construit en un seul circuit intégré est un microprocesseur. L'invention du transistor, en 1948, ouvrit la voie à la miniaturisation des composants électroniques. Car, auparavant, les ordinateurs prenaient la taille d'une pièce entière du fait de l'utilisation de tubes à vide volumineux, gros consommateurs d'énergie et générant beaucoup de chaleur. Les processeurs des débuts étaient conçus spécifiquement pour un ordinateur d'un type donné. Cette méthode coûteuse de conception des processeurs pour une application spécifique a conduit au développement de la production de masse de processeurs qui conviennent pour un ou plusieurs usages. Cette tendance à la standardisation qui débuta dans le domaine des ordinateurs centraux ( à transistors discrets et mini-ordinateurs) a connu une accélération rapide avec l'avènement des circuits intégrés. Les circuits intégrés ont permis la miniaturisation des processeurs. La miniaturisation et la standardisation des processeurs ont conduit à leur diffusion dans la vie moderne bien au-delà des usages des machines programmables dédiées. Histoire Les premiers processeurs nécessitaient un espace important, puisqu'ils étaient construits à base de tubes électroniques ou de relais électromécaniques. Leur création a pour origine les travaux de John von Neumann, qui répondaient aux difficultés liées à la reprogrammation de calculateurs comme l'ENIAC où il était nécessaire de recâbler le système pour faire fonctionner un nouveau programme. Dans cette architecture, une unité de contrôle se charge de coordonner un processeur (ayant accès aux entrées/sorties) et la mémoire. Tout cela a été décrit par un document intitulé « première ébauche d'un rapport sur l'EDVAC ». Microprocesseurs L'introduction du microprocesseur dans les années 1970 a marqué de manière significative la conception et l'implémentation des unités centrales de traitement. Depuis l'introduction du premier microprocesseur (Intel 4004) en 1971 et du premier microprocesseur employé couramment (Intel 8080) en 1974, cette classe de processeurs a presque totalement dépassé toutes les autres méthodes d'implémentation d'unité centrale de traitement. Les fabricants d'ordinateurs centraux (mainframe et miniordinateurs) de l'époque ont lancé leurs propres programmes de développement de circuits intégrés pour mettre à niveau les architectures anciennes de leurs ordinateurs et ont par la suite produit des microprocesseurs à jeu d'instructions compatible en assurant la compatibilité ascendante avec leurs anciens modèles. Les générations précédentes des unités centrales de traitement comportaient un assemblage de composants discrets et de nombreux circuits faiblement intégrés sur une ou plusieurs cartes électroniques. Les microprocesseurs sont construits avec un très petit nombre de circuits très fortement intégrés (ULSI), habituellement un seul. Les microprocesseurs sont implémentés sur une seule puce électronique, donc de dimensions réduites, ce qui veut dire des temps de commutation plus courts liés à des facteurs physiques comme la diminution de la capacité parasite des portes. Ceci a permis aux microprocesseurs synchrones d'augmenter leur fréquence de base de quelques mégahertz à plusieurs gigahertz. De plus, à mesure que la capacité à fabriquer des transistors extrêmement petits sur un circuit intégré a augmenté, la complexité et le nombre de transistors dans un seul processeur ont considérablement crû. Cette tendance largement observée est décrite par la loi de Moore, qui s'est avérée être jusqu'ici un facteur prédictif assez précis de la croissance de la complexité des processeurs (et de tout autre circuit intégré). Les processeurs multi cœurs (multicores) récents comportent maintenant plusieurs cœurs dans un seul circuit intégré. Leur efficacité dépend grandement de la topologie d'interconnexion entre les cœurs. En , le supercalculateur militaire IBM Roadrunner est le premier à franchir cette barre symbolique du pétaFLOPS. Puis, en novembre 2008, c'est au tour du supercalculateur Jaguar de Cray. En , ce sont les deux seuls supercalculateurs à avoir dépassé le pétaFLOPS. En , pour la sixième fois consécutive, le supercalculateur chinois Tianhe-2 "milky way-2", développé par l'université nationale chinoise pour les technologies de défense, atteint la première place du classement semestriel mondial TOP500 des supercalculateurs avec . . Tandis que la complexité, la taille, la construction, et la forme générale des processeurs ont fortement évolué au cours des soixante dernières années, la conception et la fonction de base n'ont pas beaucoup changé. Presque tous les processeurs communs d'aujourd'hui peuvent être décrits très précisément comme machines à programme enregistré de von Neumann. Alors que la loi de Moore, mentionnée ci-dessus, continue de se vérifier, des questions ont surgi au sujet des limites de la technologie des circuits intégrés à transistors. La miniaturisation des portes électroniques est si importante que les effets de phénomènes comme l'électromigration (dégradation progressive des interconnexions métalliques entraînant une diminution de la fiabilité des circuits intégrés) et les courants de fuite (leur importance augmente avec la réduction des dimensions des circuits intégrés ; ils sont à l'origine d'une consommation d'énergie électrique pénalisante), auparavant négligeables, deviennent de plus en plus significatifs. Ces nouveaux problèmes sont parmi les nombreux facteurs conduisant les chercheurs à étudier, d'une part, de nouvelles technologies de traitement telles que l'ordinateur quantique ou l'usage du calcul parallèle et, d'autre part, d'autres méthodes d'utilisation du modèle classique de von Neumann. Fonctionnement Composition d'un processeur Un processeur n'est pas qu'une unité de calcul. Cette dernière est incluse dans le processeur mais il fait aussi appel à une unité de contrôle, une unité d'entrée-sortie, à une horloge et à des registres. Le séquenceur, ou unité de contrôle, se charge de gérer le processeur. Il peut décoder les instructions, choisir les registres à utiliser, gérer les interruptions ou initialiser les registres au démarrage. Il fait appel à l'unité d'entrée-sortie pour communiquer avec la mémoire ou les périphériques. L'horloge doit fournir un signal régulier pour synchroniser tout le fonctionnement du processeur. Elle est présente dans les processeurs synchrones mais absente des processeurs asynchrones et des processeurs autosynchrones. Les registres sont des petites mémoires internes très rapides, pouvant être accédées facilement. Un plus grand nombre de registres permettra au processeur d'être plus indépendant de la mémoire. La taille des registres dépend de l'architecture, mais est généralement de quelques octets et correspond au nombre de bit de l'architecture (un processeur 8 bits aura des registres d'un octet). Il existe plusieurs registres, dont l'accumulateur et le compteur ordinal qui constituent la structure de base du processeur. Le premier sert à stocker les données traitées par l'UAL (l'unité de calcul arithmétique et logique), et le second donne l'adresse mémoire de l'instruction en cours d'exécution ou de la suivante (en fonction de l'architecture). D'autres registres ont été ajoutés au fil du temps : le pointeur de pile : il sert à stocker l'adresse du sommet des piles, qui sont en fait des structures de données généralement utilisées pour gérer des appels de sous-programmes ; le registre d'instruction : il permet quant à lui de stocker l'instruction en cours de traitement ; le registre d'état : il est composé de plusieurs bits, appelés drapeaux (flags), servant à stocker des informations concernant le résultat de la dernière instruction exécutée ; les registres généraux, qui servent à stocker les données allant être utilisées (ce qui permet d'économiser des allers-retours avec la mémoire). Les processeurs actuels intègrent également des éléments plus complexes : plusieurs unités arithmétiques et logiques, qui permettent de traiter plusieurs instructions en même temps. L'architecture superscalaire, en particulier, permet de disposer des UAL en parallèle, chaque UAL pouvant exécuter une instruction indépendamment de l'autre ; unité de calcul en virgule flottante (en anglais floating-point unit, FPU), qui permet d'accélérer les calculs sur les nombres réels codés en virgule flottante ; unité de prédiction de branchement, qui permet au processeur d'anticiper un branchement dans le déroulement d'un programme afin d'éviter d'attendre la valeur définitive de l'adresse du saut. Il permet de mieux remplir le pipeline ; pipeline, qui permet de découper temporellement les traitements à effectuer ; mémoire cache, qui permet d'accélérer les traitements en diminuant les accès à la mémoire vive. Le cache d'instructions reçoit les prochaines instructions à exécuter, le cache de données manipule les données. Parfois un cache unifié est utilisé pour les instructions et les données. Plusieurs niveaux (levels) de caches peuvent coexister, on les désigne souvent sous les noms de L1, L2, L3 ou L4. Dans les processeurs évolués, des unités spéciales du processeur sont dévolues à la recherche, par des moyens statistiques et/ou prédictifs, des prochains accès à la mémoire vive. Un processeur possède aussi trois types de bus : bus de données, qui définit la taille des données pour les entrées–sorties, dont les accès à la mémoire (indépendamment de la taille des registres internes) ; bus d'adresse, qui permet, lors d'une lecture ou d'une écriture, d'envoyer l'adresse où elle s'effectue, et donc définit le nombre de cases mémoire accessibles ; bus de contrôle, qui permet la gestion du matériel, via les interruptions. Classification des processeurs Un processeur est défini par : son architecture, c'est-à-dire son comportement vu par le programmeur, liée à : son jeu d'instructions (en anglais instruction set architecture, ISA), la largeur de ses registres internes de manipulation de données (8, 16, 32, 64, 128) bits et leur utilisation, les spécifications des entrées–sorties, de l'accès à la mémoire, etc. ; ses caractéristiques, variables même entre processeurs compatibles : sa microarchitecture, la cadence de son horloge exprimée en mégahertz (MHz) ou gigahertz (GHz), sa finesse de gravure exprimée en nanomètres (nm), son nombre de cœurs de calcul. On classe les architectures en plusieurs grandes familles : CISC (complex instruction set computer), choix d'instructions aussi proches que possible d'un langage de haut niveau ; RISC (reduced instruction set computer), choix d'instructions plus simples et d'une structure permettant une exécution très rapide ; VLIW (very long instruction word) ; DSP (digital signal processor), même si cette dernière famille est relativement spécifique. En effet, un processeur est un composant programmable et est donc a priori capable de réaliser tout type de programme. Toutefois, dans un souci d'optimisation, des processeurs spécialisés sont conçus et adaptés à certains types de calculs (3D, son). Les DSP sont des processeurs spécialisés pour les calculs liés au traitement de signaux. Par exemple, il n'est pas rare de voir implémenter des transformées de Fourier dans un DSP ; processeur softcore, est un circuit logique programmable et n'a plus du tout de fonction précablée contrairement à un DSP. Les opérations du processeur Le rôle fondamental de la plupart des processeurs, indépendamment de la forme physique qu'ils prennent, est d'exécuter une série d'instructions stockées appelée programme. Les instructions (parfois décomposées en micro-instructions) et les données transmises au processeur sont exprimées en mots binaires (code machine). Elles sont généralement stockées dans la mémoire. Le séquenceur ordonne la lecture du contenu de la mémoire et la constitution des mots présentés à l'ALU qui les interprète. Le langage le plus proche du code machine tout en restant lisible par des humains est le langage d'assemblage, aussi appelé langage assembleur (forme francisée du mot anglais « assembler »). Toutefois, l'informatique a développé toute une série de langages, dits de « bas niveau » (comme le Pascal, C, C++, Fortran, Ada, etc.), « haut niveau » (comme le python, java, etc.), destinés à simplifier l'écriture des programmes. Les opérations décrites ici sont conformes à l'architecture de von Neumann. Le programme est représenté par une série d'instructions qui réalisent des opérations en liaison avec la mémoire vive de l'ordinateur. Il y a quatre étapes que presque toutes les architectures de von Neumann utilisent : Fetch, recherche de l'instruction ; Decode, interprétation de l'instruction (opération et opérandes) ; Execute, exécution de l'instruction ; Writeback, écriture du résultat. La première étape, fetch (recherche de l'instruction), recherche une instruction dans la mémoire vive de l'ordinateur. L'emplacement dans la mémoire est déterminé par le compteur de programme (PC), qui stocke l'adresse de la prochaine instruction dans la mémoire de programme. Après qu'une instruction ait été recherchée, le PC est incrémenté par la longueur du mot d'instruction. Dans le cas de mot de longueur constante simple, c'est toujours le même nombre. Par exemple, un mot de 32 bits de longueur constante qui emploie des mots de 8 bits de mémoire incrémenterait toujours le PC par 4 (excepté dans le cas des branchements). Les jeux d'instructions qui emploient des instructions de longueurs variables comme l'x86, incrémentent le PC par le nombre de mots de mémoire correspondant à la dernière longueur d'instruction. En outre, dans des processeurs plus complexes, l'incrémentation du PC ne se produit pas nécessairement à la fin de l'exécution d'une instruction. C'est particulièrement le cas dans des architectures fortement parallélisées et superscalaires. Souvent, la recherche de l'instruction doit être opérée dans des mémoires lentes, ralentissant le processeur qui attend l'instruction. Cette question est en grande partie résolue dans les processeurs modernes par l'utilisation de caches et de pipelines. La seconde étape, decode (interprétation de l'instruction), découpe l'instruction en plusieurs parties telles qu'elles puissent être utilisées par d'autres parties du processeur. La façon dont la valeur de l'instruction est interprétée est définie par le jeu d'instructions du processeur. Souvent, une partie d'une instruction, appelée opcode (code opération), indique l'opération à effectuer, par exemple une addition. Les parties restantes de l'instruction comportent habituellement les opérandes de l'opération. Ces opérandes peuvent prendre une valeur constante, appelée valeur immédiate, ou bien contenir l'emplacement où retrouver (dans un registre ou une adresse mémoire) la valeur de l'opérande, suivant le mode d'adressage utilisé. Dans les conceptions anciennes, les parties du processeur responsables de l'interprétation étaient fixes et non modifiables car elles étaient codées dans les circuits. Dans les processeurs plus récents, un microprogramme est souvent utilisé pour l'interprétation. Ce microprogramme est parfois modifiable pour changer la façon dont le processeur interprète les instructions, même après sa fabrication. La troisième étape, execute (exécution de l'instruction), met en relation différentes parties du processeur pour réaliser l'opération souhaitée. Par exemple, pour une addition, l'unité arithmétique et logique (ALU) sera connectée à des entrées et une sortie. Les entrées contiennent les nombres à additionner et la sortie contient le résultat. L'ALU est dotée de circuits pour réaliser des opérations d'arithmétique et de logique simples sur les entrées (addition, opération sur les bits). Si le résultat d'une addition est trop grand pour être codé par le processeur, un signal de débordement est positionné dans un registre d'état. La dernière étape, writeback (écriture du résultat), écrit les résultats de l'étape d'exécution en mémoire. Très souvent, les résultats sont écrits dans un registre interne au processeur pour bénéficier de temps d'accès très courts pour les instructions suivantes. Parfois, les résultats sont écrits plus lentement dans la mémoire vive pour bénéficier de codages de nombres plus grands. Certains types d'instructions manipulent le compteur de programme plutôt que de produire directement des données de résultat. Ces instructions sont appelées des branchements (branch) et permettent de réaliser des boucles (loops), des programmes à exécution conditionnelle ou des fonctions (sous-programmes) dans des programmes. Beaucoup d'instructions servent aussi à changer l'état de drapeaux (flags) dans un registre d'état. Ces états peuvent être utilisés pour conditionner le comportement d'un programme, puisqu'ils indiquent souvent la fin d'exécution de différentes opérations. Par exemple, une instruction de comparaison entre deux nombres va positionner un drapeau dans un registre d'état suivant le résultat de la comparaison. Ce drapeau peut alors être réutilisé par une instruction de saut pour poursuivre le déroulement du programme. Après l'exécution de l'instruction et l'écriture des résultats, tout le processus se répète, le prochain cycle d'instructions recherche l'instruction suivante puisque le compteur de programme avait été incrémenté. Si l'instruction précédente était un saut, c'est l'adresse de destination du saut qui est enregistrée dans le compteur de programme. Dans des processeurs plus complexes, plusieurs instructions peuvent être recherchées, décodées et exécutées simultanément, on parle alors d'architecture pipeline, aujourd'hui communément utilisée dans les équipements électroniques. Vitesse de traitement La vitesse de traitement d'un processeur est encore parfois exprimée en IPS (instructions par seconde) ou en FLOPS (opérations à virgule flottante par seconde) pour l'unité de calcul en virgule flottante. Pourtant, aujourd'hui, les processeurs sont basés sur différentes architectures et techniques de parallélisation des traitements qui ne permettent plus de déterminer simplement leurs performances. Des programmes spécifiques d'évaluation des performances (Benchmarks) ont été mis au point pour obtenir des comparatifs des temps d'exécution de programmes réels. Conception et implémentation Le codage des nombres La manière dont un processeur représente les nombres est un choix de conception qui affecte de façon profonde son fonctionnement de base. Certains des ordinateurs les plus anciens utilisaient un modèle électrique du système numérique décimal (base 10). Certains autres ont fait le choix de systèmes numériques plus exotiques comme les systèmes trinaires (base 3). Les processeurs modernes représentent les nombres dans le système binaire (base 2) dans lequel chacun des chiffres est représenté par une grandeur physique qui ne peut prendre que deux valeurs comme une tension électrique « haute/basse » ou en informatique « vrai/faux ». Le concept physique de tension électrique est analogique par nature car elle peut prendre une infinité de valeurs. Pour les besoins de représentation physique des nombres binaires, les valeurs des tensions électriques sont définies comme des . Ces états résultent des paramètres opérationnels des éléments de commutation qui composent le processeur comme les niveaux de seuil des transistors. En plus du système de représentation des nombres, il faut s'intéresser à la taille et la précision des nombres qu'un processeur peut manipuler nativement. Dans le cas d'un processeur binaire, un « bit » correspond à une position particulière dans les nombres que le processeur peut gérer. Le nombre de bits (chiffres) qu'un processeur utilise pour représenter un nombre est souvent appelé « taille du mot » (en anglais ) ou « précision entière » lorsqu'il s'agit de nombres entiers (à l'opposé des nombres flottants). Ce nombre diffère suivant les architectures, et souvent, suivant les différents modules d'un même processeur. Par exemple, un processeur 8-bit gère nativement des nombres qui peuvent être représentés par huit chiffres binaires (chaque chiffre pouvant prendre deux valeurs), soit 2 ou . La taille du mot machine affecte le nombre d'emplacements mémoire que le processeur peut adresser (localiser). Par exemple, si un processeur binaire utilise 32 bits pour représenter une adresse mémoire et que chaque adresse mémoire est représentée par un octet (8 bits), la taille mémoire maximum qui peut être adressée par ce processeur est de 2 octets, soient 4 Go. C'est une vision très simpliste de l'espace d'adressage d'un processeur et beaucoup de conceptions utilisent des types d'adressages bien plus complexes, comme la pagination, pour adresser plus de mémoire que la taille du nombre entier le leur permettrait avec un espace d'adressage à plat. De plus grandes plages de nombres entiers nécessitent plus de structures élémentaires pour gérer les chiffres additionnels, conduisant à plus de complexité, des dimensions plus importantes, plus de consommation d'énergie et des coûts plus élevés. Il n'est donc pas rare de rencontrer des processeurs 4-bit ou 8-bit dans des applications modernes, même si des processeurs 16-bit, 32-bit, 64-bit et même 128-bit sont disponibles. Pour bénéficier des avantages à la fois des tailles d'entier courtes et longues, beaucoup de processeurs sont conçus avec différentes largeurs d'entiers dans différentes parties du composant. Par exemple, le System/370 d'IBM est doté d'un processeur nativement 32-bit mais qui utilise une FPU de 128-bit de précision pour atteindre une plus grande précision dans les calculs avec les nombres flottants. Beaucoup des processeurs les plus récents utilisent une combinaison comparable de taille de nombres, spécialement lorsque le processeur est destiné à un usage généraliste pour lequel il est nécessaire de trouver le juste équilibre entre les capacités à traiter les nombres entiers et les nombres flottants. Le signal d'horloge La plupart des processeurs, et plus largement la plupart des circuits de logique séquentielle, ont un fonctionnement synchrone par nature. Cela veut dire qu'ils sont conçus et fonctionnent au rythme d'un signal de synchronisation. Ce signal est le « signal d'horloge ». Il prend souvent la forme d'une onde carrée périodique. En calculant le temps maximum que prend le signal électrique pour se propager dans les différentes branches des circuits du processeur, le concepteur peut sélectionner la période appropriée du signal d'horloge. Cette période doit être supérieure au temps que prend le signal pour se propager dans le pire des cas. En fixant la période de l'horloge à une valeur bien au-dessus du pire des cas de temps de propagation, il est possible de concevoir entièrement le processeur et la façon dont il déplace les données autour des « fronts » montants ou descendants du signal d'horloge. Ceci a pour avantage de simplifier significativement le processeur tant du point de vue de sa conception que de celui du nombre de ses composants. Par contre, ceci a pour inconvénient le ralentissement du processeur puisque sa vitesse doit s'adapter à celle de son élément le plus lent, même si d'autres parties sont beaucoup plus rapides. Ces limitations sont largement compensées par différentes méthodes d'accroissement du parallélisme des processeurs (voir ci-dessous). Les améliorations d'architecture ne peuvent pas, à elles seules, résoudre tous les inconvénients des processeurs globalement synchrones. Par exemple, un signal d'horloge est sujet à des retards comme tous les autres signaux électriques. Les fréquences d'horloge plus élevées que l'on trouve dans les processeurs à la complexité croissante engendrent des difficultés pour conserver le signal d'horloge en phase (synchronisé) à travers tout le processeur. En conséquence, beaucoup de processeurs actuels nécessitent plusieurs signaux d'horloge identiques de façon à éviter que le retard d'un seul signal ne puisse être la cause d'un dysfonctionnement du processeur. La forte quantité de chaleur qui doit être dissipée par le processeur constitue un autre problème majeur dû à l'accroissement des fréquences d'horloge. Les changements d'état fréquents de l'horloge font commuter un grand nombre de composants, qu'ils soient ou non utilisés à cet instant. En général, les composants qui commutent utilisent plus d'énergie que ceux qui restent dans un état statique. Ainsi, plus les fréquences d'horloge augmentent et plus la dissipation thermique en fait autant, ce qui fait que les processeurs requièrent des solutions de refroidissement plus efficaces. La méthode de clock gating permet de gérer la commutation involontaire de composants en inhibant le signal d'horloge sur les éléments choisis mais cette pratique est difficile à implémenter et reste réservée aux besoins de circuits à très faible consommation. Une autre méthode consiste à abandonner le signal global d'horloge ; la consommation d'énergie et la dissipation thermique sont réduites mais la conception du circuit devient plus complexe. On parle alors de processeurs asynchrones. Certaines conceptions ont été réalisés sans signal global d'horloge, utilisant par exemple les jeux d'instructions ARM ou MIPS, d'autres ne présentent que des parties asynchrones comme l'utilisation d'une UAL asynchrone avec un pipelining superscalaire pour atteindre des gains de performance dans les calculs arithmétiques. De tels processeurs sont actuellement plutôt réservés aux applications embarquées (ordinateurs de poche, consoles de jeux, etc.). Parallélisme La description du mode de fonctionnement de base d'un processeur présentée au chapitre précédent présente la forme la plus simple que peut prendre un processeur. Ce type de processeur, appelé subscalaire, exécute une instruction sur un ou deux flux de données à la fois. Ce processus est inefficace et inhérent aux processeurs subscalaires. Puisqu'une seule instruction est exécutée à la fois, tout le processeur attend la fin du traitement de cette instruction avant de s'intéresser à la suivante avec pour conséquence que le processeur reste figé sur les instructions qui nécessitent plus d'un cycle d'horloge pour s'exécuter. L'ajout d'une seconde unité d'exécution (voir ci-dessous) ne permet pas d'améliorer notablement les performances, ce n'est plus une unité d'exécution qui se trouve figée mais deux, en augmentant encore le nombre de transistors inutilisés. Ce type de conception, dans laquelle les ressources d'exécution du processeur ne traitent qu'une seule instruction à la fois ne peut atteindre que des performances scalaires (une instruction par cycle d'horloge), voire subscalaires (moins d'une instruction par cycle d'horloge). En tentant d'obtenir des performances scalaires et au-delà, on a abouti à diverses méthodes qui conduisent le processeur a un comportement moins linéaire et plus parallèle. Lorsqu'on parle de parallélisme de processeur, deux techniques de conception sont utilisées : parallélisme au niveau instruction (en anglais : instruction-level parallelism, ILP) ; parallélisme au niveau thread (en anglais : thread-level parallelism, TLP). L'ILP vise à augmenter la vitesse à laquelle les instructions sont exécutées par un processeur (c’est-à-dire augmenter l'utilisation des ressources d'exécution présentes dans le circuit intégré). Le TLP vise à augmenter le nombre de threads que le processeur pourra exécuter simultanément. Chaque méthode diffère de l'autre d'une part, par la façon avec laquelle elle est implémentée et d'autre part, du fait de leur efficacité relative à augmenter les performances des processeurs pour une application. ILP : pipelining et architecture superscalaire Une des méthodes les plus simples pour accroître le parallélisme consiste à démarrer les premières étapes de recherche () et d'interprétation (decode) d'une instruction avant la fin de l'exécution de l'instruction précédente. C'est la forme la plus simple de la technique de pipelining. Elle est utilisée dans la plupart des processeurs modernes non spécialisés. Le pipelining permet d'exécuter plus d'une instruction à la fois en décomposant le cycle d'instruction en différentes étapes. Ce découpage peut être comparé à une chaîne d'assemblage. Le pipelining peut créer des conflits de dépendance de données, lorsque le résultat de l'opération précédente est nécessaire à l'exécution de l'opération suivante. Pour résoudre ce problème, un soin particulier doit être apporté pour vérifier ce type de situation et retarder, le cas échéant, une partie du pipeline d'instruction. Naturellement, les compléments de circuits à apporter pour cela ajoutent à la complexité des processeurs parallèles. Un processeur parallèle peut devenir presque scalaire, ralenti uniquement par les attentes du pipeline (une instruction prend moins d'un cycle d'horloge par étape). Les développements suivants du pipelining ont conduit au développement d'une méthode qui diminue encore plus les temps d'attente des composants du processeur. Les architectures dites superscalaires comportent plusieurs unités d'exécution identiques. Dans un processeur superscalaire, plusieurs instructions sont lues et transmises à un répartisseur qui décide si les instructions seront exécutées en parallèle (simultanément) ou non. Le cas échéant, les instructions sont réparties sur les unités d'exécution disponibles. En général, plus un processeur superscalaire est capable d'exécuter d'instructions en parallèle et plus le nombre d'instructions exécutées dans un cycle sera élevé. La plupart des difficultés rencontrées dans la conception des architectures de processeurs superscalaires résident dans la mise au point du répartiteur. Le répartiteur doit être disponible rapidement et être capable de déterminer sans erreur si les instructions peuvent être exécutées en parallèle, il doit alors les distribuer de façon à charger les unités d'exécution autant qu'il est possible. Pour cela, le pipeline d'instructions doit être rempli aussi souvent que possible, créant le besoin d'une quantité importante de mémoire cache. Les techniques de traitement aléatoire comme la prédiction de branchement, l'exécution spéculative et la résolution des dépendances aux données deviennent cruciales pour maintenir un haut niveau de performance. En tentant de prédire quel branchement (ou chemin) une instruction conditionnelle prendra, le processeur peut minimiser le temps que tout le pipeline doit attendre jusqu'à la fin d'exécution de l'instruction conditionnelle. L'exécution spéculative améliore les performances modestes en exécutant des portions de code qui seront, ou ne seront pas, nécessaires à la suite d'une instruction conditionnelle. La résolution de la dépendance aux données est obtenue en réorganisant l'ordre dans lequel les instructions sont exécutées en optimisant la disponibilité des données. Lorsque seule une partie de processeur est superscalaire, la partie qui ne l'est pas rencontre des problèmes de performance dus aux temps d'attente d'ordonnancement. Le Pentium original (P5) d'Intel disposait de deux ALU superscalaires qui pouvaient chacune accepter une instruction par cycle. Ensuite le P5 est devenu superscalaire pour les calculs sur les nombres entiers mais pas sur les nombres à virgule flottante. Les successeurs des architectures Pentium d'Intel, les P6, ont été dotés de capacités superscalaires pour les calculs sur les nombres à virgule flottante améliorant par là leurs performances en calcul flottant. Les architectures à pipeline et superscalaires augmentent le parallélisme (ILP) des processeurs en permettant à un processeur unique d'exécuter des instructions à un rythme de plus d'une instruction par cycle. La plupart des processeurs d'aujourd'hui ont au moins une partie superscalaire. Au cours des dernières années, certaines évolutions dans la conception des processeurs à fort parallélisme ne se trouvent plus dans les circuits du processeur mais ont été placées dans le logiciel ou dans son interface avec le logiciel, le jeu d'instructions (instruction set architecture, ISA). La stratégie des instructions très longues (very long instruction word, VLIW) implémente certains parallélismes directement dans le logiciel, ce qui réduit la participation du processeur au gain de performance mais augmente aussi sa simplicité. TLP : multithreading simultané et architecture multicœur Une autre stratégie communément employée pour augmenter le parallélisme des processeurs consiste à introduire la capacité d'exécuter plusieurs threads simultanément. De manière générale, les processeurs multithreads ont été utilisés depuis plus longtemps que les processeurs à pipeline. Bon nombre des conceptions pionnières, réalisées par la société Cray Research, datant de la fin des années 1970 et des années 1980, mettaient en œuvre principalement le TLP, dégageant alors de très grandes capacités de calcul (pour l'époque). En fait, le multithreading était connu dès les années 1950 (Smotherman 2005). Dans le cas des processeurs simples, les deux méthodologies principales employées pour développer le TLP sont le multiprocessing au niveau circuit (chip-level multiprocessing, CMP) et le multithreading simultané (simultaneous multithreading, SMT). À un plus haut niveau, il est d'usage de réaliser des ordinateurs avec plusieurs processeurs totalement indépendants dans des organisations de type symétrique (symmetric multiprocessing, SMP), donc en particulier à accès mémoire uniforme (uniform memory access, UMA), ou asymétrique (asymmetric multiprocessing) à accès mémoire non uniforme (non uniform memory access, NUMA). Il s'agit alors de multiprocesseurs ou de processeurs multi-cœur. Alors que ces techniques diffèrent par les moyens qu'elles mettent en œuvre, elles visent toutes le même but : augmenter le nombre de threads qu'un processeur peut exécuter en parallèle. Les méthodes de parallélisme CMP et SMP sont assez semblables et demandent plus d'effort de conception que l'utilisation de deux ou trois processeurs totalement indépendants. Dans le cas du CMP, plusieurs cœurs (cores) de processeurs sont intégrés dans le même boîtier, parfois même dans le même circuit intégré. Les SMP, eux, utilisent plusieurs boîtiers indépendants. Le NUMA est comparable au CMP mais met en œuvre un modèle d'accès mémoire non uniforme (les temps d'accès sont différents suivant que la mémoire est locale ou non locale à un processeur donné). Cette caractéristique est fondamentale dans les ordinateurs à plusieurs processeurs car pour les modèles SMP, la mémoire est partagée et les temps d'accès à la mémoire sont donc rapidement dégradés en cas d'accès simultané par plusieurs processeurs. À ce titre, le NUMA est considéré comme un modèle plus évolutif en nombre de processeurs. SMT diffère des autres améliorations de TLP puisqu'il vise à dupliquer aussi peu de portions de processeur que possible. Sa mise en œuvre ressemble à une architecture superscalaire et se trouve souvent utilisée dans les microprocesseurs superscalaires (comme les POWER5 d'IBM). Plutôt que de dupliquer un processeur complet, la conception SMT ne duplique que les parties nécessaires pour la recherche (fetch), l'interprétation (decode) et la répartition des instructions (dispatch) ainsi que les registres non spécialisés. Ceci permet à un processeur SMT de maintenir ses unités d'exécution occupées plus souvent, en leur fournissant des instructions en provenance de deux threads différents. Comme on vient de la voir, le SMT est proche de l'architecture ILP superscalaire, mais cette dernière exécute des instructions en provenance du même thread. Notes et références Notes Références Annexes Articles connexes Liens externes


text: Un CD-ROM (de l' - », littéralement « disque compact - mémoire en lecture seule »), parfois écrit cédérom, est un disque optique utilisé pour stocker des données sous forme numérique destinées à être lues par un ordinateur ou tout autre lecteur compatible (salon, console de jeu). Le CD-ROM est une évolution du CD audio original. Grâce à leur capacité de stockage plusieurs centaines de fois supérieure à un prix similaire, les cédéroms supplantent les disquettes dans la distribution des logiciels et autres données informatiques. Historique Le disque compact (CD), inventé par Philips en 1979, est lancé commercialement pour l'audio en 1982 par Philips et Sony. En 1984, les spécifications du sont étendues (avec l'édition du ) afin de lui permettre de stocker des données informatiques diverses, et non plus seulement musicales. Étymologie CD-ROM est l’abréviation de l'anglais , soit disque compact à mémoire morte. L'abréviation CD est communément utilisée en français, bien que ce soit l'abréviation du mot anglais et qu'en français la traduction disque compact soit recommandée. . Francisation Le terme cédérom, francisation officielle de CD-ROM, provient simplement de la lecture phonétique de ce mot anglais. Depuis (1996), le cédérom et son orthographe anglaise cd-rom sont considérés comme des noms communs en français, et prennent donc un s au pluriel. Du support aux contenus Par extension, le terme cédérom est employé pour qualifier le type de programmes diffusés sur le support CD-ROM. On parle de cédéroms culturels ou éducatifs. Après une vague de popularité importante au milieu des années 1990, l'industrie des contenus interactifs sur disque optique a disparu face à la concurrence de la diffusion par Internet. Description Fonctionnement Les données du cédérom sont lues sur la surface du disque par un laser, les bits de données étant stockés sous forme d'alternance creux/bosses (une alternance et une continuité ) et chaque fichier a ses coordonnées sur le disque. L'information captée par le laser est transmise à l'ordinateur par une connexion interne de type SCSI, IDE, SATA, ou par un port externe USB ou E-SATA. Espace de stockage Un cédérom ne contient que des données non modifiables : il peut être lu par un lecteur de disque optique (lecteur CD), mais ne peut être écrit que par un graveur. C'est un disque optique en matière plastique (polycarbonate), d'environ de diamètre pour d'épaisseur. Cela en fait un support très léger, pouvant contenir 650 ou de données informatiques, soit respectivement d’enregistrement audio dans le format de données des disques compacts originaux (, stéréo, non compressé, avec un échantillonnage de ). On trouve également des disques de capacités supérieures, mais leur lecture peut poser des problèmes. Types de lecture Il existe deux modes de lecture selon le lecteur et le logiciel qui traite le signal : La lecture à vitesse linéaire constante (en anglais CLV pour ) est le mode de fonctionnement des premiers lecteurs de cédéroms, fondé sur le fonctionnement des lecteurs de CD audio. Lorsqu'un disque tourne, la vitesse linéaire (et non de rotation) des pistes situées au centre est moins importante que celle des pistes situées sur l'extérieur, aussi il est nécessaire d'adapter la vitesse de rotation du disque en fonction de la position radiale de la tête de lecture. Ceci permet, la densité étant la même sur l'ensemble du disque, d'avoir un débit binaire constant tout au long de la lecture, condition nécessaire pour la lecture de flux audio. La lecture à vitesse de rotation angulaire constante (en anglais CAV pour ), comme sur les anciens tourne-disques, est plus simple à mettre en œuvre. Elle implique une vitesse linéaire plus importante à la périphérie du disque, la densité d'information étant égale sur l'ensemble du disque (contrairement aux disques vinyles) et la vitesse de débit binaire est supérieure à l'extérieur du disque. En pratique, les lectures modernes utilisent un mélange des deux : les pistes intérieures sont lues à la vitesse angulaire constante maximale du lecteur puis à partir d'un certain point, le lecteur passe en vitesse linéaire constante, l'électronique de traitement et la mémoire disponible devenant les facteurs limitatifs. Vitesse de lecture À l'origine, la vitesse de gravure d'un cédérom correspondait à la vitesse de lecture d'un , c'est-à-dire un débit de pour les données et de pour la musique. Cette vitesse de lecture a ensuite été prise comme référence et notée 1x. Les générations suivantes de lecteurs de cédéroms ont été caractérisées par des multiples de cette valeur. Standard Le standard décrit la façon selon laquelle les informations doivent être stockées sur un cédérom, selon l'usage que l'on désire en faire. Un standard est référencé dans un document appelé book (en français, « livre ») auquel une couleur a été affectée. Le standard du cédérom s'appelle (livre jaune), mis au point en 1984, comprend deux modes : CD-ROM Mode 1 : utilisé pour stocker des données avec un mode de correction d'erreurs (ECC, pour ) permettant d'éviter les pertes de données dues à une détérioration du support ; CD-ROM Mode 2 : permettant de stocker des données graphiques, vidéo ou audio compressées, les erreurs de lecture sur ce type de contenus n'entrainant alors que des artefacts de lecture mais n'empêche pas le fonctionnement, moins de données de correction d'erreur sont présentes permettant une plus grande capacité de stockage. Pour pouvoir lire ce type de CD-ROM, un lecteur doit être compatible Mode 2. Organisation des données Les données sont gravées sur le CD-ROM suivant différents systèmes de fichiers : ISO 9660 et ses extensions : Rock Ridge, Joliet, El Torito ; UDF (ou ISO 13346) permettant l’écriture par paquet ; Mount Rainier, extension d’UDF. Il existe aussi des images des systèmes de fichiers propres aux systèmes d’exploitation hôtes, comme HFS pour Mac OS. Limitations Comme tout support d’informations numériques, le CD-ROM permet une bonne conservation théorique des données, et en tant que « disque lu sans contact » (par le laser du lecteur), il n’est pas soumis à une usure mécanique directe. Par ailleurs, en tant que disque optique, les données qu'il contient ne peuvent pas être affectées par un champ magnétique. Cependant, le CD-ROM enregistrable s'avère modérément fiable. En effet, s’il est censé conserver les données durant une centaine d’années, il semblerait que cet argument ait été battu en brèche, que la réalité se rapprocherait plutôt des dix voire cinq ans, même en entourant le produit de protections adaptées. Son matériau polymère est en effet sensible aux rayonnements ultraviolets émis par la lumière, à la chaleur, à l'humidité, et aux rayures de surface (frottements durant les manipulations) qui entraînent rapidement des erreurs de lecture, puis une impossibilité totale de lecture. Par ailleurs, la capacité d'un ordinateur à lire un disque optique dépend de fait qu'il soit équipé d'un lecteur optique (CD ou DVD). Néanmoins, ce type de support est en voie de devenir obsolète (tout comme l'est devenu le lecteur de disquette) et de moins en moins de machines du commerce (notamment les PC portables) en sont équipées. En effet, de nouveaux supports de stockage de masse (clefs USB, cartes mémoire, disques durs externes), plus souples d'utilisation sont venus fortement concurrencer CD-ROM et DVD-ROM. Ceci étant, en 2020, les lecteurs optiques sont toujours commercialisés. Temps d'accès Il représente le temps moyen pour aller d'une partie du CD-ROM à une autre. Notes et références Annexes Articles connexes Disque compact, détails sur l'historique et les procédés de fabrication et d'utilisation. GD-ROM, disques compacts (peu connus) de grande capacité de Yamaha. CD-R/CD-RW, disques compacts enregistrables et ré-inscriptibles. DVD et DVD-ROM, technologies de disque optique succédant à celle du cédérom. HD DVD et Disque Blu-ray, technologies succédant à celle du DVD. Bibliographie Gilles Rouffineau, Éditions off-line. Projet critique de publications numériques 1989-2001, Paris, Éditions B42, , 2018, 204 Liens externes Stockage disque optique Stockage de jeu vidéo Produit lancé en 1984