Loi de Moore
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Il existe en fait trois lois de Moore, deux “vraies”, (au sens où elles furent émises par Gordon E. Moore, et une série de «lois» qui ont en commun de se prétendre «loi de Moore» et de n'avoir aucun rapport aux deux premières. Elles ont trait à l'évolution de la puissance des ordinateurs et de la complexité du matériel informatique.
Sommaire |
[modifier] Énoncés
- La Loi de Moore a été exprimée en 1965 par Gordon Moore, ingénieur de Fairchild Semiconductor, un des deux fondateurs d'Intel. Il expliquait que la complexité des semiconducteurs proposés en entrée de gamme doublait tous les 18 mois à coût constant depuis 1959, date de leur invention. Cette augmentation exponentielle fut rapidement nommée Loi de Moore ou, compte-tenu de l'ajustement ultérieur, Première loi de Moore.
- En 1975, Moore réévalua sa prédiction en posant que le nombre de transistors des microprocesseurs (et non plus de simples circuits intégrés moins complexes car formés de composants indépendants) sur une puce de silicium double tous les deux ans. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une vraie loi physique, cette prédiction s'est révélée étonnament exacte. Entre 1971 et 2001, la densité des transistors a doublé chaque 1,96 année. En conséquence, les machines électroniques sont devenues de moins en moins coûteuses et de plus en plus puissantes.
- Une version commune, variable et sans lien avec les énoncés réels de Moore est: “quelque chose” double tous les 18 mois, cette chose étant «la puissance», «la capacité», «la vitesse» et bien d'autres variantes mais très rarement la densité des transistors sur une puce. Ces pseudo «lois de Moore» sont celles les plus souvent diffusées, car elles fleurissent dans des publications grand public et sur de nombreux sites Internet. Leur seul point commun est donc ce nombre de 18 mois, qu'on ne trouve pourtant dans aucun des deux énoncés de Moore.
[modifier] Pertinence et ralentissement
La deuxième loi est à peu près vérifiée depuis 1973, et aurait dû théoriquement continuer encore jusqu'en 2015 avant qu'on ne bute sur des effets de bruits parasites (effets quantiques, désintégrations alpha). Mais depuis 2004, elle souffre d'un petit ralentissement dû à des difficultés de dissipation thermique, qui empêche une montée en fréquence en dépit de la taille plus faible des composants. On contourne pour le moment cette difficulté de deux façons :
- doublement sur une puce du nombre de processeurs, la fréquence restant pour sa part inchangée (Dual PowerPC en 2002, Dual IA en 2004, Intel Core 2 duo en 2006)
- expérimentation de puces fonctionnant en mode totalement asynchrone. On s'aperçoit en effet que la simple transmission du signal d'horloge à tous les composants consomme la moitié de l'espace et de la puissance des microprocesseurs actuels.
[modifier] Autres facteurs
[modifier] Aspects financiers
Un autre facteur peut venir la freiner, et qui n'a cette fois-ci plus rien de physique, mais qui est d'ordre financier : il n'y a pas que la puissance des microprocesseurs qui augmente exponentiellement. Il y a aussi le coût de leurs chaînes de production, à un point tel que même des géants concurrents comme IBM et Siemens ont dû grouper leurs investissements pour arriver à suivre le mouvement.
La rentabilité des générations futures de machines dépend d'un futur pour le moins incertain (beaucoup d'utilisateurs de PC, par exemple, commencent à prendre comme critère de choix prioritaire non plus la vitesse d'un PC, mais son niveau de silence) et il se pourrait que dans ces conditions ce soit une décision de financiers, et non un palier physique, qui mette fin à cette Loi de Moore.
[modifier] Vitesse réelle et vitesse subjective
Des machines de plus en plus puissantes mises à disposition des développeurs ont malheureusement des effets pervers. A l'époque des processeurs "lents" des années 80 et 90, les développeurs investissaient beaucoup de temps pour optimiser les programmes et chaque ligne de code que l'on pouvait économiser permettait de gagner des cycles d'horloge et donc d'aller plus vite. Les ordinateurs actuels offrent un confort de travail qui a pour effet de diminuer la vigilence des développeurs. En outre les contraintes économiques obligent à toujours produire dans l'urgence et le temps passé autrefois à optimiser le code a été sacrifié. Ainsi est-on confronté aujourd'hui à un paradoxe : les ordinateurs sont de plus en plus rapides, mais les logiciels de plus en plus lourds et de plus en plus lents ! Au final, l'utilisateur n'a pas la sensation d'une réelle augmentation de la vitesse, surtout pour des tâches élémentaires comme le traitement de texte. Nombre d'utilisateurs regrettent même les ordinateurs plus "rustiques" qui, privès de tous les gadgets dont les systèmes sont chargés aujourd'hui, étaient beaucoup plus performants en terme de productivité.
[modifier] Contrainte économique
Il est à noter que la loi de Moore pourrait également être une nécessité économique en vue de déterminer la demande par l'offre. En effet, la miniaturisation devrait en principe progresser par paliers irréguliers selon les découvertes ponctuelles de la recherche fondamentale, alors que plus ou moins conformément à la loi de Moore, la densité effective des transistors dans les processeurs commercialisés évolue de manière à peu près exponentielle. En maîtrisant dans le temps la diffusion des applications technologiques nouvelles, les géants des semi-conducteurs définiraient eux-mêmes un modèle stable de consommation et se verraient assurés des débouchés durables. À défaut, la demande ne se renouvellerait pas avant plusieurs années. L'autolimitation de l'offre obligerait ainsi les consommateurs à mettre à jour régulièrement leur matériel. Pour être effective, il faudrait néanmoins qu'elle puisse s'appuyer sur une cartellisation forte du marché (avec par exemple des clauses de non concurrence entre Intel et AMD).
Il convient en outre de souligner que les lois du marché obligent à éviter d'aller trop vite ! En effet, si une technologie nouvelle permet d'aller cent fois plus vite, elle hypothèquerait gravement l'avenir de ce secteur économique et pour assurer une rente de marché on préfèrera mettre cette technologie nouvelle sur le marché par petites étapes, par paliers, obligeant ainsi les consommateurs à financer l'attente.
[modifier] Changement de paradigme
Lorsque la loi de Moore ne fonctionne plus, une solution est de changer de paradigme. L'informatique quantique en suggère un.
[modifier] Puces mémoires : quelques repères
(Indiqués par Gordon Bell dans son exposé « Computing laws »)
Selon la loi Moore
- 1980 : 64 K bits
- 1983 : 256 K bits
- 1985 : 1 mégabit
- 1987 : 4 mégabits
- 1990 : 16 mégabits
- 1993 : 64 mégabits
- 1996 : 256 mégabits
- 1999 : 1 gigabits
Actuellement
- 2005 : 3 gigabits.
[modifier] Voir aussi
Les fréquences de processeurs montent à ce jour au delà de 5 Ghz, un record de 500 Ghz a été battu par IBM (en coopération avec Georgia Tech) avec un transistor équipé d'un chip à base de Silicium-Germanium qui, pour l'occasion, a été refroidi à - 269 °C ! Il est à noter que ce transistor fonctionne tout de même à 350GHz à température ambiante.
