Cela fait 50 ans que Gordon Moore, l’un des fondateurs de la société de microprocesseurs Intel, nous a donné la loi de Moore, selon laquelle la complexité des puces informatiques devrait doubler tous les deux ans environ. Selon cette loi, la complexité des puces informatiques devrait doubler environ tous les deux ans. Aujourd’hui, l’actuel PDG d’Intel, Brian Krzanich, affirme que les jours de la loi de Moore pourraient toucher à leur fin, car le délai entre les nouvelles innovations semble s’allonger : “Les deux dernières transitions technologiques ont signalé que notre cadence aujourd’hui est plus proche de deux ans et demi que de deux ans.”
Est-ce donc la fin de la loi de Moore ?
La loi de Moore trouve son origine dans un article de Moore écrit en 1965, dans lequel il observait que la complexité du développement des composants doublait chaque année. Cet article a ensuite été modifié pour devenir : “Le nombre de transistors incorporés dans une puce doublera approximativement tous les 24 mois”
Ce taux a été à nouveau modifié pour devenir un doublement sur environ 18 mois.
Sous sa forme de 24 mois, la loi de Moore s’est poursuivie sans relâche pendant 50 ans, avec une progression globale d’un facteur d’environ231, soit 2 milliards. Cela signifie que les puces mémoire contiennent aujourd’hui environ 2 milliards de fois plus de données qu’en 1965. Ou, en termes plus généraux, le matériel informatique est aujourd’hui environ 2 milliards de fois plus puissant pour le même coût.
Il est difficile de comprendre la loi de Moore. Imaginez que la technologie des compagnies aériennes progresse de 1965 à 2015 pour voyager presque à la vitesse de la lumière (1 080 millions de km/h), tout en étant suffisamment grande pour contenir toute la population mondiale. Ou encore, imaginez que le coût d’un avion de ligne à réaction passe de 100 millions de dollars américains à un dollar. Pourtant, même ces analogies sont loin de correspondre à un facteur de 2 milliards.
À l’origine, Moore était embarrassé par sa “loi” éponyme. Cela s’explique en partie par le fait qu’il ne s’agit pas du tout d’une loi au sens d’une loi de la physique, mais d’une simple observation. Mais à l’occasion de son 40e anniversaire, Intel était heureux de la célébrer et Moore était ravi de constater qu’elle semblait toujours aussi exacte.
La fin est proche ?
Il y a quelques mois cependant, Moore a observé : “La prédiction originale consistait à regarder sur 10 ans, ce qui me semblait un peu exagéré […] Le fait que quelque chose de similaire se poursuive pendant 50 ans est vraiment étonnant. […] Mais un jour, il faudra bien que cela s’arrête. Aucune exponentielle de ce type ne dure éternellement.”
De nombreuses autres prédictions ont annoncé la fin prochaine de la loi de Moore.
En 1999, le physicien et auteur à succès Michio Kaku a déclaré que la “barrière du point un” (c’est-à-dire les caractéristiques des puces d’une taille de 0,1 micron ou 100 nanomètres) arrêterait bientôt le progrès. Pourtant, l’industrie des semi-conducteurs a franchi le niveau de 0,1 micron comme un avion de ligne traversant un nuage vaporeux. Les dispositifs actuellement en production ont des caractéristiques de 10 ou 14 nanomètres, et IBM vient d’annoncer une puce avec des caractéristiques de 7 nanomètres.
À titre de comparaison, un brin hélicoïdal d’ADN a un diamètre de 2,5 nanomètres. La technologie commerciale des semi-conducteurs entre donc dans le domaine moléculaire et atomique.
Une barrière de vitesse
Tout n’est pas rose, cependant. Si l’on se réfère à une mesure – la vitesse d’horloge d’un processeur – la loi de Moore est déjà au point mort. Les microprocesseurs de production les plus modernes d’aujourd’hui ont généralement une fréquence d’horloge de 3 GHz, contre 2 GHz il y a cinq ou dix ans – ce qui n’est pas une grande amélioration.
Mais l’industrie a simplement augmenté le nombre de “cœurs” de processeurs et de mémoires caches sur la puce, de sorte que les performances globales continuent de suivre ou de dépasser les projections de la loi de Moore. Il y a de très nombreux défis logiciels à relever pour s’assurer que cela reste pertinent.
Les laboratoires Hewlett Packard travaillent d’arrache-pied pour développer de nouvelles approches de la microélectronique. Son groupe de recherche en nanotechnologie a mis au point une “architecture crossbar”, un concept dans lequel un ensemble de “fils” parallèles de quelques nanomètres de large est croisé par un deuxième ensemble de “fils” à angle droit. L’intersection des fils forme un commutateur électronique, qui peut être configuré pour une utilisation logique ou de stockage de mémoire.
Il étudie également la photonique à l’échelle nanométrique (dispositifs basés sur la lumière), qui peut être déployée soit pour des dispositifs électroniques classiques, soit pour les nouveaux dispositifs de calcul quantique.
La loi de Moore est un cadeau pour la science
La loi de Moore a été une grande bénédiction pour la recherche en sciences et en mathématiques. Les laboratoires modernes sont équipés d’appareils de mesure et d’analyse de haute technologie, qui deviennent chaque année plus puissants et moins chers.
En outre, un large éventail de la science, des mathématiques et de l’ingénierie modernes a bénéficié de la loi de Moore sous la forme de superordinateurs scientifiques, qui sont utilisés pour des applications aussi diverses que la simulation de supernova et le repliement de protéines, la conception de produits et le traitement du rayonnement de fond micro-onde du cosmos.
Software running these computers has advanced abreast with Moore’s Law. For example, the magnetic resonance imaging (MRI), both involve substantial computation that would not be possible without Moore’s Law advances. It is not entirely coincidental that both of these algorithmic advances arose roughly 50 years ago, the same time Moore’s Law was first observed. fast Fourier transform algorithm, which is used extensively in scientific computation, and
Combien de temps encore pour la loi de Moore ?
Le PDG d’Intel, Brian Krzanich, a déclaré que la société allait “s’efforcer de revenir à deux ans” pour l’innovation afin de maintenir la loi de Moore sur la bonne voie. Si la loi de Moore se poursuit pendant seulement deux ou trois décennies de plus, les appareils portables typiques pourraient bien dépasser le cerveau humain en intelligence. Certains, comme l’auteur James Barrat, déclarent que les ordinateurs artificiellement intelligents seront la “dernière invention” de l’humanité, après quoi les humains pourraient devenir sans intérêt.
Nous ne souscrivons pas à un tel pessimisme. Nous voyons plutôt un avenir prometteur, les connaissances scientifiques, entre autres, augmentant à un rythme exponentiel.
Le temps nous le dira. Comme l’écrivait le physicien Richard Feynman en 1959, en évoquant le potentiel d’un contrôle toujours plus fin de la nature au niveau microscopique, il semble qu’il y ait encore beaucoup de place au fond.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l’article original.