Qu’est-ce que la fréquence du processeur (CPU) d’un ordinateur et comment ça marche

Le processeur ou CPU (Central Processing Unit) est donc l'unité de traitement central des données de votre PC.
La puissance du processeur joue sur la vitesse globale de votre PC et permet ou non d'effectuer certaines tâches comme jouer, encoder une vidéo, etc.
Une des caractéristique de la puissance d'un processeur se mesure par la fréquence du processeur.
On peut la nommer aussi vitesse d'horloge du processeur et elle s'exprime en GigaHertz (GHz).

Dans ce tutoriel, je vous explique ce qu'est la fréquence du processeur.
Les différentes fréquences comme la fréquence de base, turbo ou maximale.
Enfin comment augmenter ou diminuer la fréquence du processeur.

Qu'est-ce que la fréquence du processeur (CPU) d'un ordinateur et comment ça marche

Qu'est-ce que la fréquence du processeur d'un ordinateur ?

A chaque instant, le processeur d'un PC effectue des traitements et instructions sous la forme de calcul arithmétique.
La vitesse d'horloge mesure le nombre de cycles que votre CPU exécute par seconde. Il est mesuré en GHz (gigahertz).
Cela correspond aux nombres de transistors du processeur qui s'ouvrent et se ferment en une seconde.
Ainsi, plus cette mesure est élevée, plus le processeur pourra effectuer d'opérations dans un laps de temps.

Un processeur a 4,0 GHz effectue 4 milliards de cycles par seconde.
Un processeur a 3,2 GHz effectue 3,2 milliards de cycles par seconde.
Ainsi de suite.

La fréquence du processeur : la mesure absolue de la vitesse d'un processeur ?

La fréquence du processeur est donc un indicateur important pour mesurer la puissance d'un processeur.
Toutefois, ce n'est le seul indicateur.
De plus, la comparaison ne fonctionne que pour un processeur d'une même génération.
En effet, l'architecture du processeur diffère d'une génération à l'autre.
Ainsi, un processeur de moindre vitesse d'horloge peut toutefois être plus rapide qu'un processeur d'une génération précédente avec une vitesse d'horloge plus élevée.

Les générations des processeurs Intel et AMD sont évoquées dans ces tutoriels :

Rappelons aussi que le nombre de coeur (core) est important car il permet d'effectuer des calculs en parallèle.
Un processeur ne sait effectuer que des calculs en série. Le coeur permet de compenser en effectuant des tâches simultanées (multithreading).
C'est une des principales différences entre le CPU et GPU (processeur graphique) :

CPU vs GPU : les différences

Toutefois, la fréquence de l'horloge reste un bon indicateur.

Je vous conseille de lire ce tutoriel afin d'avoir un aperçu des caractéristiques d'un processeur :

Processeur, CPU et coeur : caractéristiques et fonctionnement

La fréquence du processeur de base, turbo, maximale ou de Boost

Lorsque l'on regarde les spécificateurs d'un processeur, on tombe sur plusieurs fréquences.
Par exemple :

Fréquence Turbo maxi : 4.30 GHz
Fréquence de la technologie Intel Turbo Boost 2.0 : 4.30 GHz
Fréquence de base : 2.90 GHz

La fréquence du processeur de base, et fréquence turbo sur les processus Intel

Sur les processeurs AMD, on trouve la même chose avec :

Fréquence de base : 3,4 GHz
Fréquence Boost maximale : jusqu'à 4,90 GHz

La fréquence du processeur de base, et fréquence Boost maximale sur les processus Intel

Ce qu'il faut bien comprendre, c'est que les processeurs modernent ne tournent pas constamment à leurs vitesse d'horloge maximale.
La vitesse de l'horloge varie dans le temps selon les besoins, lorsque le CPU est moins sollicité, elle baisse, lorsque la charge de travail augmente, la fréquence suit.
Cela permet d'économiser de l'énergie.
Ce système se nomme CPU Parking.

Si vous regardez cette vidéo, vous verrez en bas à gauche que la vitesse du processeur se calque à l'utilisation CPU.
La vitesse de base se trouve à droite 2,59 GHz et reste comme une caractéristique constante du processeur.

Ces technologies améliorent la vitesse d'horloge de manière dynamique pour faire face à de lourdes charges de travail.
La fréquence Turbo maximale (Intel) ou fréquence de Boost Maximale (AMD) est donc la fréquence maximale que le processeur peut délivrer.
La fréquence de base correspond à vitesse moyenne du processeur.

Comment savoir la fréquence du processeur ?

Vous ne connaissez pas la fréquence de votre processeur et vous cherchez à la connaître ?
Windows fournit de multiples utilitaires pour connaître la configuration matérielle de son PC comme les informations systèmes mais on peut aussi utiliser CPU-Z.

Ce tutoriel vous explique comment faire :

4 façons de savoir la fréquence de son processeur

Comment augmenter la fréquence du processeur ?

Le procédé d'augmenter la fréquence d'horloge du processeur se nomme l'overclocking (surcadençage).
L'article suivant explique comment procéder :

Apprendre à overclocker son processeur : Le tutoriel complet