Socket et ventirad : les sosies au millimètre (LGA, AM4, AM5)

Huitième épisode de notre série « Les sosies de l'atelier », consacrée aux pièces qui se ressemblent trop. Après les prises et les câbles, on descend au cœur de la machine : le support du processeur, le socket, et le radiateur ventilé qui se fixe par-dessus, le ventirad. Ici, les sosies ne se distinguent plus à l'œil nu, mais au millimètre.

Cette histoire de millimètres, nous l'avons vécue. À l'atelier aussi, on se fait piéger : nous avons publié dans notre catalogue un ventirad Intel D60188 annoncé « pour LGA 1150, 1151, 1155 et 1156, pas compatible LGA 775 ». C'était exactement l'inverse : il est fait pour le LGA 775. L'erreur n'a été repérée qu'à l'arrivée d'un second exemplaire, et la fiche a été corrigée. Si des bénévoles qui manipulent ces pièces toutes les semaines peuvent s'y tromper, tout le monde le peut. Voici donc comment ne plus confondre ces sosies.

1. Le socket, cette prise qui change presque à chaque génération

Un socket est la prise qui relie le processeur à la carte mère, sans soudure, pour qu'on puisse le remplacer. Pourquoi en change-t-il si souvent ? Parce qu'à chaque génération, le processeur a besoin de plus de courant, de nouveaux types de mémoire ou de nouvelles liaisons, et que la façon la plus sûre d'empêcher un mauvais mariage est de changer la forme de la prise.

Le levier qui a sauvé des milliers de processeurs

Sur les premiers PC, le processeur s'enfonçait à force dans un support à friction, et l'en extraire relevait de l'acrobatie. Plus les puces ont gagné de broches, plus l'opération est devenue risquée : pour une puce à plusieurs centaines de broches, la force nécessaire se compte en centaines de newtons, de quoi tordre les pattes ou fendre la carte. D'où l'invention du socket ZIF, pour Zero Insertion Force, « force d'insertion nulle » : on lève un petit levier, les contacts s'écartent, le processeur tombe en place sous son propre poids, et on rabaisse le levier pour serrer. Il s'est généralisé sur les cartes mères à partir du milieu des années 1990, et c'est toujours le même principe aujourd'hui.

Quand les processeurs se glissaient comme des cartouches

En 1997, Intel surprend tout le monde : son Pentium II ne se pose plus à plat, il s'enfiche debout dans une fente, le Slot 1, enfermé dans une grosse cartouche en plastique (la « SECC ») qui ressemble à une cassette de console. La raison est industrielle : la mémoire cache du processeur était alors faite de puces séparées, et les monter sur un petit circuit imprimé permettait de les tester avant l'assemblage final, au lieu de jeter tout un processeur pour une seule puce défectueuse. AMD suit en 1999 avec le Slot A de ses premiers Athlon. Puis la mémoire cache rentre dans la puce, et les deux fabricants reviennent au socket dès 1999-2000 (Socket 370 chez Intel, Socket A chez AMD). Entre-temps, de petites cartes adaptatrices, les « slotkets », permettaient même de mettre un processeur à socket dans une carte mère à slot.

2. Quelle différence entre PGA et LGA ?

La différence tient à l'endroit où se trouvent les broches. En PGA (Pin Grid Array, « grille de broches »), les broches sont sous le processeur et entrent dans les trous du socket. En LGA (Land Grid Array, « grille de pastilles »), le processeur n'a que des pastilles dorées, et ce sont de petits ressorts du socket qui viennent appuyer dessus.

• Intel est passé au LGA en 2004 avec le LGA 775 des Pentium 4, et n'en est plus sorti sur les PC de bureau. Son nom donne directement le nombre de contacts : 775.
• AMD est resté fidèle au PGA sur ses processeurs grand public jusqu'à l'AM4 (1 331 broches sous le processeur), avant de basculer au LGA en 2022 avec l'AM5, dont le vrai nom technique est LGA 1718.

Pourquoi ce changement ? Avec le LGA, on peut serrer davantage de contacts sur la même surface, et le processeur, sans broches, ne craint plus rien dans sa boîte. En contrepartie, la partie fragile est désormais sur la carte mère, ce qui change complètement la conduite à tenir en cas d'accident (voir la partie 8).

3. Comment savoir quel socket a mon processeur ou ma carte mère ?

La méthode la plus sûre est de partir de la référence exacte du processeur ou de la carte mère, puis de lire la ligne « socket » de sa fiche chez le fabricant. Compter les broches n'est pas une option : il y en a plus d'un millier, et deux sockets différents peuvent en avoir presque le même nombre.

• Depuis le système : le petit logiciel gratuit CPU-Z affiche le socket à la ligne « Package » de l'onglet « CPU ». Sous Linux, la commande sudo dmidecode -t processor le donne souvent à la ligne « Upgrade ». Nos guides sur les processeurs Intel et AMD expliquent comment retrouver la référence elle-même.
• Depuis la référence : la fiche du processeur sur le site Intel ARK ou dans les caractéristiques AMD indique le socket pris en charge.
• Machine ouverte : le nom du socket est très souvent imprimé sur la carte mère, à côté du support, ou moulé sur son cadre métallique (« LGA1155 », « AM4 »). Le modèle de la carte mère, sérigraphié entre les connecteurs, mène à sa fiche technique.

4. Les sosies d'Intel : cinq sockets dans le même carré

Entre 2009 et 2020, Intel a sorti cinq sockets de bureau presque identiques : le LGA 1156, le 1155, le 1150, le 1151 puis le 1200. Leurs processeurs mesurent tous 37,5 mm de côté, leurs sockets ont la même allure, et à quelques dizaines de contacts près, le même nombre de broches. Pourtant, aucun processeur ne passe de l'un à l'autre.

La parade d'Intel tient dans deux petites encoches taillées sur les bords du processeur, qui doivent tomber pile en face de deux ergots en plastique du socket. D'une génération à l'autre, elles changent de position. Un processeur de la mauvaise famille ne se couche pas à plat : c'est le signal d'arrêt. Forcer le levier par-dessus écraserait les ressorts du socket.

Le LGA 1700 de 2021 (Core de 12ᵉ à 14ᵉ génération) rompt avec ce carré : son processeur est rectangulaire, 45 × 37,5 mm. Il a même eu sa petite polémique : le mécanisme de serrage d'origine appuyait si fort au milieu que le processeur se cintrait légèrement, au point que des fabricants d'accessoires ont vendu des cadres de remplacement pour mieux répartir la pression. Son successeur, le LGA 1851 (2024), reprend la même fixation de ventirad.

5. Un ventirad LGA 1151 va-t-il sur un LGA 1200 ?

Oui. Les LGA 1156, 1155, 1150, 1151 et 1200 partagent le même carré de fixation de 75 mm entre les trous : un ventirad de l'un se monte sur tous les autres. C'est l'inverse des processeurs, et c'est là que naissent les confusions. En revanche, un ventirad de LGA 775 (72 mm) ou de LGA 1700 (78 mm) ne s'aligne pas.

Ces 3 millimètres d'écart entre le LGA 775 et ses successeurs expliquent notre erreur de catalogue. Les ventirads d'origine d'Intel se ressemblent tous : un disque d'ailettes en aluminium, un ventilateur noir et quatre pions à pousser (les « push-pins ») qu'on enfonce dans la carte mère et qu'on libère en les tournant d'un quart de tour. Pour les distinguer, il faut regarder dessous.

• La référence gravée sur l'étiquette du ventilateur ou moulée sur le radiateur est le seul critère fiable : une recherche en ligne de « D60188 » ou « E97379 » donne le socket en quelques secondes. Chez nous, le D60188 est un LGA 775, l'E97379 un LGA 115x et 1200.
• L'étrier chromé en croix sous la semelle ne se voit que sur des modèles LGA 775. Mais son absence ne prouve rien : certains ventirads Intel pour LGA 775 ont aussi des pattes en plastique.
• La mesure : posez une règle entre deux pions voisins, au centre de chacun. 72 ou 75 mm, la différence se lit avec un double décimètre si l'on prend son temps.

Pour les ventirads plus gros, vendus par des marques spécialisées, le principe est différent : ils arrivent avec une plaque de renfort (la « backplate ») qui se place derrière la carte mère, et un sachet de pièces pour plusieurs sockets. Le LGA 1700 n'ayant pas non plus tout à fait la même hauteur que ses prédécesseurs, les fabricants recommandent un kit de fixation prévu pour lui plutôt qu'un bricolage de trous.

6. AM4 et AM5 : mon ventirad est-il compatible ?

Dans la grande majorité des cas, oui. AMD a dessiné l'AM5 pour qu'il reprenne les mêmes trous de fixation que l'AM4 (90 × 54 mm) et la même hauteur de processeur, et la plupart des fabricants de ventirads ont confirmé la compatibilité. La seule vraie limite concerne les ventirads qui utilisaient leur propre plaque de renfort : d'après les fabricants, celle de l'AM5 est solidaire du socket et ne s'enlève pas.

AMD a d'ailleurs une longue tradition de continuité. Depuis l'Athlon 64 du milieu des années 2000 jusqu'aux AM3+ de 2011, ses cartes mères portent une armature en plastique noir munie de deux crochets ; sur les AM2, AM3 et AM3+, ses trous forment un rectangle de 96 × 48 mm. Le ventirad d'origine s'y accroche par un étrier à levier, sans aucune vis. Avec l'AM4, les trous de la carte ont changé de place, mais AMD a conservé les crochets : un ventirad à étrier d'AM3 s'accroche donc encore sur une AM4, alors qu'un modèle vissé dans une plaque de renfort ne passe plus sans kit.

Encore avant, le Socket A des Athlon et Duron (2000) faisait plus simple encore : le ventirad s'accrochait directement aux ergots du socket par une lame d'acier. Nous avons d'ailleurs un ventirad Thermaltake pour Socket A, encore sous blister. À cette époque, la puce de l'Athlon n'avait pas de capot métallique : il fallait poser le radiateur bien à plat, sous peine d'écorner le silicium au serrage.

7. Pourquoi un processeur a-t-il besoin de 1 700 broches ?

Parce qu'une grande partie d'entre elles ne transporte aucune information : elles amènent le courant et le ramènent. Un processeur moderne fonctionne sous une tension très basse, autour de 1 à 1,4 volt, mais il consomme beaucoup. Faites le calcul : un gros processeur de bureau qui tire 253 watts sous 1,3 volt réclame près de 200 ampères. Aucun contact miniature ne supporterait cela seul : le courant est donc réparti sur des centaines de broches en parallèle.

• L'alimentation (VCC) : des dizaines de contacts qui apportent la tension du cœur, fabriquée sur la carte mère par les petits blocs de bobines et de transistors qui entourent le socket (l'étage d'alimentation). Ils sont eux-mêmes alimentés par le connecteur « CPU » à 4 ou 8 broches présenté dans notre épisode sur l'alimentation interne.
• La masse (VSS) : au moins autant de contacts, répartis partout, pour que le courant revienne par le chemin le plus court et que les signaux rapides restent propres.
• La mémoire vive : depuis que le contrôleur de mémoire est dans le processeur, chaque barrette lui parle directement. Deux canaux de 64 bits de données, plus les adresses et les commandes, cela fait plusieurs centaines de contacts.
• Le PCIe : les liaisons vers la carte graphique et les SSD NVMe, qui voyagent par paires de fils en différentiel (deux fils de signes opposés, pour annuler les parasites).
• Le contrôle : horloge, remise à zéro, alerte de température, et le dialogue avec l'étage d'alimentation. Sur les processeurs anciens, quelques broches dites VID indiquaient à la carte mère la tension voulue ; les modèles récents la négocient par une petite liaison série.
• Les broches réservées, prévues pour les générations suivantes. C'est justement l'une d'elles qui a été réaffectée sur le second LGA 1151.

Et les records ? Dans les serveurs, les sockets dépassent les 6 000 contacts : 6 096 pour le SP5 d'AMD (2022), et 7 529 pour le plus gros socket Xeon d'Intel (2024). Dix fois plus que le LGA 775.

8. Le ventilateur du ventirad : à quoi sert chaque fil ?

Le ventilateur se branche sur la carte mère par une petite prise à 3 ou 4 fils, marquée « CPU_FAN » à côté du socket. Chaque fil a un rôle précis.

• Broche 1, masse (fil noir) : le retour du courant.
• Broche 2, +12 V (fil jaune) : l'alimentation du moteur.
• Broche 3, tachymètre (fil vert) : le ventilateur envoie deux impulsions par tour. La carte mère les compte pour afficher la vitesse en tours par minute, et c'est elle qui crie (bip ou message « CPU fan error ») quand le compte tombe à zéro.
• Broche 4, PWM (fil bleu) : la consigne de vitesse. La carte mère envoie un signal carré d'environ 25 000 impulsions par seconde, et c'est la proportion de temps « allumé » de chaque impulsion (le rapport cyclique) qui dit au ventilateur à quelle vitesse tourner. Le 12 V, lui, ne bouge pas. Le principe s'appelle la modulation de largeur d'impulsion.

Un détrompeur sur le côté de la prise permet de brancher un ventilateur à 3 fils sur une prise à 4 broches, et inversement. Notre guide du nettoyage explique ce qui se passe alors (vitesse fixe ou pilotage en tension) et comment choisir un ventilateur de remplacement. À l'atelier, nous en gardons toujours en stock, comme ce Delta de 120 mm à 4 broches PWM.

9. Que faire si une broche du processeur est tordue ?

Si la broche est sous un processeur PGA (AMD jusqu'à l'AM4, vieux Intel), elle se redresse souvent avec de la patience. Si c'est un ressort d'un socket LGA (Intel depuis 2004, AMD AM5), n'y touchez pas vous-même.

• Processeur PGA : travaillez sous une bonne lumière, le processeur posé à plat sur une surface propre. Pour une rangée entière couchée, glissez une carte en plastique rigide entre les rangées et redressez-les ensemble. Pour une broche isolée, coiffez-la avec le tube vide d'un portemine de 0,5 mm et ramenez-la d'un seul geste. Évitez les allers-retours : le métal finit par casser. Vérifiez l'alignement en regardant les rangées en enfilade.
• Socket LGA : ses contacts sont des ressorts plus fins qu'un cheveu, qu'une pince transforme vite en dégâts définitifs. Remettez le capot de protection en plastique si vous l'avez gardé (il faut toujours le garder), photographiez la zone à la lampe rasante, et confiez la carte à quelqu'un d'équipé d'une loupe binoculaire. Souvent, c'est la carte mère qu'il faut remplacer.

Dans les deux cas, ne mettez pas sous tension une machine dont une broche est douteuse : une broche d'alimentation qui touche sa voisine, c'est un court-circuit. Venez plutôt nous la montrer à une permanence du mercredi.

10. La méthode de l'atelier

Un ventirad d'origine vous manque, ou le vôtre fait un bruit de crécelle ? Nos pièces détachées d'occasion en comptent une dizaine, LGA 775 et LGA 115x, tous identifiés par leur référence. Et si vous préférez faire le diagnostic ensemble, notre guide pour réparer son ordinateur soi-même vous aidera à préparer la visite.

Sources : historique et nombre de contacts des sockets d'après les articles CPU socket, Slot 1, LGA 1151 et LGA 1700 de Wikipédia ; entraxes des fixations d'après le tableau de Watercooling UK et Wikipédia (LGA 775) ; compatibilité AM4 et AM5 d'après les déclarations d'AMD et la page AM5 de Noctua ; brochage des ventilateurs d'après la spécification Intel des ventilateurs à 4 fils. Schémas et photos : association RACK.