La fin des processeurs: le compte à rebours - Infographie et décryptage.

Depuis l'avènement des tablettes en particulier et des terminaux mobiles en général, et la progression exponentielle de leurs ventes, les chiffres de vente montrent que le PC est condamné à une mort programmée dont l'échéance n'est sans doute pas très lointaine. Il n'est pas non plus improbable que les portables au sens d'ordinateurs portables connaissent le même sort, même avec un léger décalage. Il y a débat autour de ces mutations (on comprend les fabricants), mais les chiffres sont là, les mutations d'usage tant des particuliers que des entreprises, toutes orientées vers la mobilité, le nomadisme et la faculté d'accéder de n'importe où, avec un terminal mobile, à l'ensemble des contenus, y compris aux contenus sensibles, ont signé l'arrêt de mort de l'informatique traditionnelle.

Mais il y a un arrière plan technologique majeur à ces mutations. Car en même temps, c'est à la fin du processeur, tel que nous le connaissons, que nous allons assister. Même si cette technologie continue à progresser en nous proposant régulièrement et de plus en plus vite de nouveaux progrès  en terme de vitesse de calcul, il semble que la limite de ce processus de progression se situera autour de 2023. A cette date, la taille des puces informatiques ne leur permettra plus de supporter le flux des électrons. Que se passera-t-il alors? Quelle nouvelle technologie prendra le relais pour aller encore plus loin? 

C'est une question difficile, mais les experts savent déjà que dans 12 ans d'autres technologies seront à notre disposition pour accroître encore et de manière à nouveau déterminante la vitesse des processeurs. Nous avons trouvé chez Online Computer Science Degree une Infographie qui nous éclaire.

L'infographie peut paraître à première vue assez simpliste, mais elle est en réalité captivante.

Décryptage:

• Tout commence en 1958: Jack Kilby invente le circuit intégré à l'aide de 2 transistors fabriqués à base de germanium (remplacé par le silicium dans les années 70), alors qu'il travaillait pour Texas Instruments, jetant ainsi les bases du matériel informatique moderne.
• Les circuits intégrés ont permis d'interconnecter d'abord des milliers puis des millions, et depuis 2008 avec Nvidia et son processeur graphique GT200, plus d'un milliard de transistors, sur un seul composant: le microprocesseur. La puce GT200 atteint ainsi 1,4 milliard de transistors gravés en 65 nanomètres, sur une surface d'environ 600 mm2 (6 cm2).
• Le prix d'un transistor était d'environ 5$ en 1958, et de 191 nanodollars en 2004 (= 1 milliardième de $)

 

• 1965  Gordon Earle Moore annonce la loi de Moore qui veut que le nombre de transistors intégrés dans les circuits intégrés double tous les 18 mois jusqu'à ce que les transistors parviennent à la taille d'un atome en 2015. Visionnaire, il ne se sera trompé que de 8 ans!, cette taille doit être atteinte en 2023. 

• 1980  IBM lance son premier disque dur d'une capacité de 2 gigabits, de la taille d'un réfrigérateur et d'un coût de 100$; et lance en 1981 son premier mini ordinateur, obligeant ses concurrents à revoir leur copie en urgence!

         

• 1981  le premier ordinateur portable est lancé: Osborne 1. Il pesait 10,7 kg, son processeur était un Z80 à 4 Mhz et sa mémoire était de 64 Ko. Il valait l'équivalent de 4 500$ d'aujourd'hui. 

• 1982  la disquette 3 1/2 pouces devient le standard en matière de matériel de stockage mémoire amovible. En 2 ans, Apple, Atari et Commodore l'adoptent.

• 1984  Apple, tenu de se développer le plus rapidement possible, sous la pression de Microsoft, qui lancera en 1985 le 1er windows en remplacement de MS-DOS, lance le premier MacIntosh avec 128 K de mémoire RAM, soit 1/48000ème de la puissance du dernier iMac.

• 1993  Intel lance son premier processeur Pentium sous sa marque, tournant à 60 Mh et contenant 3,1 millions de transistors; 6 ans plus tard, le Pentium III est à 600 Mh et contient 9,5 miilions de transistors. Les prix plongent avec la miniaturisation, permettant un équipement de plus en plus large tant professionnel que personnel.

               

• 2007  marque un nouveau tournant dans la technologie des processeurs avec l'adoption du métal pour la fabrication des transistors, permettant une nouvelle miniaturisation. Ces processeurs mesurent 1/45 milliardième de mètre et peuvent assembler 820 millions de transistors, soit 2 fois plus que la génération précédente.

• 2010  Le disque dur Caviar Green dispose d'une capacité de 2 Térabits, n'est pas plus gros qu'un livre de poche et ne coûte que 80$. En comparaison, le RAMAC d'IBM (1956) coûtait 10 000$ par Mégabit, prenait autant de place qu'une cuisine, pour seulement 1/400 000ème de la capacité de stockage du Caviar Green.

• 2023  Les experts annoncent pour cette date la limite de miniaturisation des micropuces. Les circuits deviendront alors trop petits pour laisser passer les électrons qui représentent les données. Et si l'on cherche à accélérer encore la vitesse de calcul des ordinateurs, il faudra trouver une alternative à la puce en silicium. 

• 20XX  L'informatique quantique est l'une des technologies les plus prometteuses pour l'avenir. Tandis que les bits que nous connaissons ne peuvent occuper qu'une seule position: ouverte ou fermée, ou encore 0 ou 1; les qubits (bits quantiques) contiennent une superposition quantique de ces 2 états (0 ou 1) , permettant une puissance de calcul démultipliée (plusieurs milliers de fois la puissance actuelle). Un seul problème, et de taille: la superposition quantique n'est pas observable dans la nature, ce qui introduit une composante aléatoire étroitement liée à l'environnement quant-à l'interprétation d'un qubit par la machine. Le calcul informatique n'est pas compatible avec un tel aléa; mais les mathématiciens et les physiciens sont à l'oeuvre... à suivre donc.

 

• 20XX  L'informatique optique serait également envisageable. Les ordinateurs fabriqués avec de la fibre optique qui utilise la lumière (photons) et non pas l'électricité (électrons) seraient plus rapides (la lumière se déplaçant à 300 000 km/sec.) et généreraient moins de chaleur. Mais à ce jour, les scientifiques n'ont pas (encore) été capables de produire sur un plan industriel des transistors optiques. 

• 20XX  L'ordinateur à ADN est également à l'étude. L'ADN est peu cher, pléthorique, et capable de se reproduire par lui-même. Des puces ADN pourraient parfaitement être injectées dans le système sanguin pour soigner certaines pathologies complexes. Des essais sont en cours, mais si la lenteur de ce système peut être compensée par la masse (plusieurs millions ou milliards de molécules interagissant entre elles), en revanche, les interfaces ne sont pas au point. 

• Nous pourrions également citer l'ordinateur neuronal, qui ne figure pas sur l'infographie, et dans lequel le processeur est constitué d'un ensemble de neurones biologiques ou imitant leur fonctionnement. Mais pour le moment on n'a réussi qu'à reproduire des neurones de sangsue ou d'escargot... La route est longue ;-).

• 20XX  Même si nous n'avons pas encore trouvé d'alternative certaine en termes de hardware, l'innovation logicielle, quant-à-elle, a encore un important potentiel pour améliorer l'efficacité informatique. Les scientifiques de Online Computer Science Degree nous confirment en effet que les progrès que nous avons connus ces 15 dernières années en termes de performances de nos ordinateurs, n'ont que peu de choses à voir avec le progrès de la technologie, mais sont essentiellement le fait de l'amélioration et de la réécriture des algorithmes de calcul. En d'autres termes, une fraction importante de la solution apportée au problème de la puissance va venir de la qualité des langages moins consommateurs de ressources.

Restez en ligne, il y a encore un petit bonus après l'infographie ;-)

Un dernier soubresaut pour repousser l'échéance de la loi de Moore?

Intel vient de présenter un nouveau type de transistor extrêmement novateur, fruit de 10 ans de recherche, en trois dimensions, contrairement aux transistors classiques plats: les Tri-Gate permettront une meilleure gestion de l'énergie et permettront de réduire encore la taille du processeur sur les futurs processeurs de la marque en 2012. 

Les puces fabriquées en 22nm et équipées de ce transistor bénéficieront d'un gain de puissance de 37% et d'une taille réduite de 10nm par rapport aux anciennes puces d'Intel (32nm); ce qui ne manquera pas de favoriser leur mise en place sur des smartphones ou des tablettes... Ce qui augmentera également, dans une proportion considérable la puissance de calcul.

Pour illustrer cette avancée technologique significative Cloud and Go! a trouvé pour vous une vidéo qui associe habillement haute technologie et humour. Mark Bohr (ça ne s'invente pas, n'est-ce pas? - Chercher à accroître le flux des électrons quand on a comme patronyme le même que celui du découvreur du modèle de l'atome et contributeur de la physique quantique Niels Bohr, ne manque pas de sel), expose dans cette vidéo la technologie du Tri-Gate avec un scénario de mise à l'échelle qui devrait vous faire sourire.

Le basculement de l'informatique dans les Big Data implique des révolutions à tous les niveaux: matériel, logiciels, de langage, pour gérer des flux de données de plus en plus importants avec une contrainte de miniaturisation et de mobilité croissante. La loi de Moore semblait devoir marquer une fin: 2023 c'est demain matin; en réalité, au regard des champs de recherche explorés, il semble bien que nous soyons à l'aube d'une nouvelle ère en matière d'informatique. A suivre donc...

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