Guide Carte mère

Qu’est ce qu’une carte mère et à quoi sert-elle ?

La carte mère s’installe dans l’unité centrale de votre tour ou PC portable et constitue l’un des éléments essentiels du matériel informatique (le « tronc », par lequel transitent les données de la plupart de vos composants). Les notions et ses éléments les plus importants sont les suivants :

  • Le socket : il héberge le processeur. C’est un point essentiel puisque le processeur choisi doit être compatible à la carte mère et inversement. Votre processeur sera soit Intel soit AMD, et votre carte mère devra s’adapter à ce choix. Chez Intel, les plus courants sont les sockets 1150 et 1151 et le haut de gamme est le socket 2011-3. Chez AMD, il s’agit du socket FM2+ (configurations d’entrée de gamme) et AM3+ (configurations plus puissantes).
  • Le chipset : ensemble de composants lié à votre carte, il permet de régler et d’ajuster les connexions entre vos différents composants. Par exemple chez Intel : Z170 (Gamers/overclockeurs), H170 (Multimédia et professionnels), B150 (bureautique).
  • Les slots de mémoire vive : Ce sont les emplacements pour les barrettes de mémoire vive (RAM). Pour de la bureautique ou du multimédia simple, 2 à 4 Go mémoire vive suffiront. Pour des utilisations spécifiques comme la musique ou la retouche, 16 Go sont un standard. Quant aux Gamers, 8 Go suffisent généralement.
  • Le BIOS : C’est un logiciel intégré à la carte mère qui vous permettra de guider le démarrage de votre machine. Autrefois nommé BIOS (Basic Input/Output System), on parle aujourd’hui d’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Vous pourrez ainsi y régler de nombreux paramètres, comme la séquence de boot, les fréquences.
  • Les connecteurs S-ATA : C’est à ces connecteurs que vont se connecter entre autres les disques durs, les SSD et les lecteurs optiques. Chacun d’eux devra disposer d’un connecteur SATA.
  • Les ports d’extension : Un aspect primordial pour votre choix car c’est ici que se connecteront vos cartes d’extension. Une carte graphique nécessite un port PCI-Express 16x, tandis que les cartes son, cartes Wifi, cartes USB et Firewire ont besoin de ports PCI et PCI-Express. Dans l’exemple ci-dessous, la carte mère présente 3 ports PCI-Express (en bleu), 2 ports PCI(noirs) et 2 ports PCI-Express (noirs et plus petits)
Image explicative des éléments d'une carte mère

Un point préalable sur les prix et les formats

Pour pouvoir déterminer le budget global de votre nouvelle configuration, sachez que la taille et les possibilités d’évolution de votre carte mère jouent de façon notable. Étant l’élément central, la carte mère doit être choisie en tenant compte des aspects de compatibilité que devront respecter vos futurs composants :

  • L’entrée de gamme : allant de 40 à 80 euros, ces carte mères sont pour une utilisation basique et proposent peu de possibilités d’extension
  • Le milieu de gamme : allant de 80 à 150 euros, ces cartes mères sont les plus répandues et proposent l’essentiel pour constituer tous types de configurations (connectique arrière + connectique interne)
  • Le haut de gamme : à partir de 150 euros, ces cartes mères proposent des options logicielles (overclocking) et matérielles (ports PCI et PCI-Express, protections électriques…) supplémentaires

Voici les formats de carte mère les plus courants pour le grand public, par ordre de taille. Ce format est important car il joue sur les possibilités d’extension (de rajout de cartes supplémentaires) et les types de boîtiers d’ordinateur avec lesquels il sera compatible :

guide d'achat carte mère formats E-ATX ATX micro ATX mini ITX
  • Le format mini-ITX : 170 x 170 mm environ, ce format est conçu pour les mini PC où le faible encombrement est une exigence essentielle.
  • Le format micro-ATX : Mesurant environ 244 x 244 mm, il s’agit d’un hybride entre les formats mini-ITX et ATX. Il peut donc s’adapter aussi bien à vos PC de jeu qu’à des configurations multimédia et bureautiques.
  • Le format ATX : Il concerne la majorité des cartes mères grand public. De format 305 x 244 mm, ces cartes mères sont conçues pour les moyennes et grandes tours. En cas d’hésitation, privilégiez ce format.
  • Le format E-ATX : Pouvant aller jusqu’à 305 x 272mm, ce format est « exceptionnel » par sa taille et ses possibilités. À réserver pour les utilisateurs les plus exigeants ayant des besoins particuliers.

Pour quel besoins ?

Pour choisir efficacement votre carte-mère, une question s’impose : à quoi servira ce PC ? Le choix se fait en fonction de vos besoins et également du budget disponible. Surf sur internet, bureautique, Home-Cinema, Gaming pur et dur, autant de possibilités qui sont à prendre en compte.

L’usage le plus commun et basique est celui de la bureautique (texte, web, multimédia simple), auquel cas une carte mère d’entrée de gamme suffit. Dans le cas du Home-Cinéma, le format de la carte mère peut avoir son importance car de nombreux cinéphiles privilégient les petits boîtiers pour une question d’esthétisme et de place. Vérifiez dans ce cas que la carte intègre vos sorties audio habituellement utilisées et embarque assez de ports SATA si vous souhaitez connecter plusieurs disques durs.

Le jeu vidéo est plus gourmand en ressources et exige généralement un boîtier plus spacieux. À moins d’être contraint par l’espace, n’hésitez pas à privilégier le format ATX voire micro-ATX. Ces formats disposent généralement de plus de ports d’extension (PCI-Express pour carte graphique, PCI pour cartes optionnelles telle qu’une carte Wifi…etc)

Les fonctions supplémentaires

Le BIOS est mort, vive l’UEFI ! Schématiquement, l’UEFI est ce qui va permettre à votre carte mère de piloter le démarrage de votre PC en fonction de votre matériel et de votre système d’exploitation.
Avec l’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), vous profitez d’une interface graphique agréable et plus accessible au grand public (bien que la majorité des réglages soient réservés aux spécialistes comme nous allons l’expliquer avec l’overclocking…).

Accueil UEFI
Exemple d’écran d’accueil UEFI
Accueil UEFI
Autre exemple d’écran d’accueil UEFI

Les atouts de l’UEFI

Aux yeux des spécialistes, l’interface graphique ne représente pas une avancée majeure. Ce n’est certainement pas le cas pour le grand public, car les menus de l’UEFI sont plus clairs que son ancêtre. Par exemple, pour changer la séquence de boot, c’est-à-dire la chronologie des démarrages, il suffit d’utiliser la souris et de faire glisser l’icône du lecteur CD pour le placer devant celle du disque dur.

Dans ce cas, c’est le lecteur de CD/DVD qui va démarrer avant votre disque dur. Cette manipulation est par exemple nécessaire pour installer une distribution GNU/Linux dont l’image ISO a été gravée sur un CD ou un DVD. Si cette image avait été stockée sur une clé USB, il serait nécessaire de placer l’icône de ce périphérique en premier.

L’UEFI, plus fort que le BIOS

Concernant les spécificités de l’UEFI, elles surpassent celles du BIOS grâce à de nouvelles fonctionnalités ou innovations :

  • Gestion des disques de plus de 2,2 To grâce à un nouveau système de partitionnement GPT (GUID Partition Table) qui succède au MBR.
  • Gestion de plusieurs systèmes d’exploitation pour faciliter le multiboot.
  • Prise en charge de fonction réseau avec une gestion simplifiée des pilotes.
  • Mise en place d’un standard reconnu par les plus grands fabricants d’ordinateurs.
  • Mode Secure boot pour empêcher, en théorie, le lancement de noyaux ou de pilotes (ou drivers) corrompus en analysant des signatures numériques. Il est activé à chaque démarrage.

L’overclocking et les cartes mères

L’overclocking est une pratique qui consiste à faire fonctionner le processeur à une fréquence plus élevée que celle garantie par le constructeur.
Presque toutes les cartes mères ont des capacités d’overclocking étant donné qu’il suffit d’augmenter une fréquence de fonctionnement.
Cependant, pour tirer le maximum d’un processeur, d’autres paramètres doivent être modifiés.
Les utilisateurs avertis le savent, il faut aussi modifier les tensions d’alimentation, modifier les rapports entre différents bus, désactiver certaines protections (notamment éviter le Vdrop), etc.
Même à leur fréquence de base, les processeurs modernes font intervenir des courants très importants.
Aussi, l’étage d’alimentation (appelé VRM) est soumis à rude épreuve, surtout avec un overclocking conséquent.
Il existe des écarts très importants au niveau des coûts rien que pour le VRM.
Sur une carte mère d’entrée de gamme, cette partie ne vaut qu’une dizaine d’euros mais elle grimpe déjà à 30 euros sur un modèle milieu de gamme et peut atteindre 60 euros pour les modèles les plus aboutis !

Avec ou sans puce graphique ?

Certaines cartes mères sont équipées d’un chipset avec une « carte graphique » intégrée.
Il s’agit d’un contrôleur graphique d’entrée de gamme aux performances très limitées surtout en 3D.
Les puces graphiques intégrées sont cependant largement suffisantes pour tous les usages courants excepté les jeux 3D…
Contrairement à AMD qui continue d’intégrer la puce graphique dans le chipset, Intel a placé directement le circuit graphique dans certains processeurs (Core i3 et i5).

SLI et CrossFire X

image d'une carte mère

AMD et NVIDIA ont chacun développé leur technologie pour coupler des cartes graphiques et cumuler leur puissance.
Le CrossFire X d’AMD fonctionne sur toutes les cartes mères capables de recevoir deux cartes graphiques PCI-Express.
Le SLI de NVIDIA est cependant soumis à des limitations. La carte mère doit avoir une puce NVIDIA ou le constructeur doit avoir payé des royalties à NVIDIA…
Si le SLI ou le CrossFire X vous intéressent, il vaut mieux opter pour une carte mère équipée de 2 ports PCI-Express au format 16x.
Attention cependant, seuls les chipsets Intel X58 et AMD 890FX offrent deux ports PCI-Express câblés en 16x.
Les autres solutions, moins coûteuses, fonctionnent en mode 8x + 8x sans perte de performances.
La combinaison de plusieurs cartes graphiques prend tout son sens pour le 3DVision Surround (NVIDIA) ou l’Eyefinity (AMD) pour jouer en très haute résolution sur plusieurs écrans…
Contrairement au support du CrossFire X, le support du SLI induit un surcoût.

USB 3.0 et SATA 6 Gbps

Deux nouvelles normes viennent d’être fixées.
L’USB 3.0 prend la relève de l’USB 2.0 et offre des taux de transfert de premier plan. Avec l’USB 3.0, il n’y a plus de limitation du débit des disques durs externes à ~25 Mo/s.
L’interface est 5x plus performante, les temps de transfert sont significativement réduits.
Si vous devez régulièrement transférer des données vers un disque externe, une carte mère avec des ports USB 3.0 est un réel avantage (à condition d’utiliser également un disque externe USB 3.0) !

L’interface SATA II est en pratique limitée à un peu plus de 280 Mo/s et les SSD de dernière génération arrivent à la saturer.
Le SATA 6 Gbps ou SATA rev 3.0 offrent une bande passante 2x plus importante avec presque 600 Mo/s exploitables.

Les contrôleurs USB et SATA sont généralement intégrés dans le chipset (le southbridge quand il y a deux composants).
Alors qu’Intel tarde à supporter ces technologies nativement, des puces AMD gèrent déjà le SATA rev 3.0 et la prise en charge de l’USB 3.0 ne devrait plus tarder.
Enfin, si l’USB 3.0 ou le SATA rev 3.0 ne sont pas pris en charge par le chipset, une puce annexe sur la carte mère ou sur une carte fille peut s’en charger.

Le panneau arrière : connectez tous vos périphériques !

Sur le panneau arrière de votre tour, vous trouverez différents ports, permettant de connecter vos périphériques (clavier, souris, imprimante, disque dur externe). C’est ce qu’on appelle la connectique arrière. Chaque carte mère dispose de son propre nombre de ports USB 3.0 et USB 2.0, sorties vidéo, sortie Ethernet…

Important, les sorties vidéo de la carte mère ne sont utilisables que si l’ordinateur ne possède pas de carte graphique. Dans le cas contraire, ce sont les sorties vidéo de la carte graphique qui prévalent et auxquelles il faut raccorder votre écran.

  • Les prises jack : elles vous permettront de connecter vos enceintes, casque et microphone via des codes couleurs facilitant les branchements. La quasi-totalité des cartes mères embarquent une puce chargée du décodage audio. Seuls les audiophiles, professionnels et adaptes MAO auront besoin d’une carte son supplémentaire
  • Les ports USB : Très répandus, ils servent à relier vos différents périphériques au PC (disques durs externes, clefs USB…). L’USB 3.0 permet des taux de transferts jusqu’à 10 fois plus rapides que l’USB 2.0
  • Le port PS/2 : plus rare aujourd’hui, ce port tombe en désuétude. Il sert parfois à brancher d’anciens claviers ou souris pour ordinateurs
  • Le eSATA : il permet de brancher directement en externe un disque dur par exemple. Souvent couplé avec un port USB pour gagner de la place
  • Port RJ45 : plus connu sous le terme port Ethernet, c’est là que l’on connecte son ordinateur à un réseau internet local (par exemple un box internet)
  • Les sorties vidéo : utilisable si votre couple carte mère / processeur possède un chipset graphique intégré (par exemple chez Intel le Intel HD Graphics). C’est généralement le cas et vous pourrez alors connecter votre écran à des ports HDMI, DVI ou VGA selon les modèles
  • Le port FireWire : Une technologie aujourd’hui délaissée au profit de l’USB 3.0 et eSATA mais utilisée encore par certains périphériques comme les caméras

Comment faire son choix ?

L’offre en processeurs est large et complexe. Sans surprise, cette complexité se retrouve au niveau des cartes mères et les choix, dans chaque gamme, sont des plus vastes…
Les cartes mères les moins chères offrent une connectique de base et des capacités d’overclocking limitées.
Avec le support de technologies comme le CrossFire X ou le SLI, une connectique évoluée et des possibilités d’overclocking avancées, les prix grimpent très vite.
En effet, ces cartes utilisent souvent un jeu de composants et un étage d’alimentation haut de gamme et donc coûteux…

Certaines cartes mères sont déjà équipées des interfaces USB 3.0 et SATA 6 Gbps (aussi appelé SATA rev 3.0).
Il s’agit d’un réel avantage surtout pour ceux qui comptent conserver leur carte mère le plus longtemps possible…
Hélas le surcoût engendré est parfois assez élevé ; l’USB 3.0 et le SATA 6 Gbps n’étant présents que sur des modèles milieu ou haut de gamme…

  • AMD commercialise des processeurs au format AM3 qui prennent place sur des cartes mères avec le socket AM3 ou avec le plus ancien AM2+. Nouvelle machine (de l’entrée au haut de gamme) ou mise à jour, avec ou sans processeur graphique intégré, les cartes mères AM3 sont de rigueur !
  • Intel scinde son offre actuelle sur deux supports. Le LGA1366 est réservé au très haut de gamme (Core i7 série 900) et le LGA1156 va de l’entrée au haut de gamme (Core i3, i5 et i7 série 800). Certains Core i3 et i5 i5 avec « Intel HD Graphics » embarquent une puce graphique (qui n’est donc plus dans le chipset) et nécessitent une carte mère adaptée. Pour les anciens processeurs Intel au format LGA775, il existe un grand nombre de cartes mères pratiques pour la mise à jour ou pour construire une machine peu coûteuse.