Intel : les puces devront sacrifier les gains de vitesse pour les économies d'énergie

Déplacez-vous, silicone.

Intel, le plus grand fabricant de puces au monde, se prépare à adopter des alternatives à la technologie qui soutient l'informatique depuis plus de 50 ans. William Holt, qui dirige le groupe de technologie et de fabrication de l'entreprise, a déclaré cette semaine que pour que les puces continuent de s'améliorer, Intel devra bientôt commencer à utiliser des technologies fondamentalement nouvelles.

Holt a déclaré qu'Intel ne savait pas encore quelle nouvelle technologie de puce il adopterait, même s'il devra entrer en service dans quatre ou cinq ans. Il a indiqué deux candidats possibles : des dispositifs connus sous le nom de transistors à effet tunnel et une technologie appelée spintronique. Les deux nécessiteraient de grands changements dans la conception et la fabrication des puces, et seraient probablement utilisés avec des transistors en silicium.

Cependant, les nouvelles technologies citées par Holt n'offriraient pas d'avantages en termes de vitesse par rapport aux transistors au silicium, ce qui suggère que les puces pourraient cesser de s'accélérer au rythme auquel l'industrie technologique était habituée. Les nouvelles technologies amélioreraient cependant l'efficacité énergétique des puces, ce qui est important pour de nombreuses utilisations majeures de l'informatique aujourd'hui, telles que l'informatique en nuage, les appareils mobiles et la robotique.

Nous allons assister à des transitions majeures, a déclaré Holt lors de la conférence internationale sur les circuits à semi-conducteurs à San Francisco. La nouvelle technologie sera fondamentalement différente.

Un processeur Intel.

L'industrie des puces est régie depuis des décennies par la loi de Moore, formulée par le cofondateur d'Intel Gordon Moore en 1965, qui est devenu un raccourci pour les progrès continus et rapides dans les capacités des ordinateurs. Moore a proposé que les entreprises doublent le nombre de transistors sur une zone donnée d'une puce tous les deux ans pour continuer à fabriquer des puces plus performantes sans coûts incontrôlables. Intel et d'autres ont produit des processeurs avec un nombre toujours plus grand de transistors en silicium toujours plus petits et moins chers pour maintenir cette prédiction en vie. Dans le même temps, les transistors sont devenus beaucoup plus économes en énergie. Ensemble, ces tendances ont permis le développement de superordinateurs et d'ordinateurs portables, de smartphones et de voitures autonomes.

Holt a déclaré qu'ils continueraient à tenir pendant deux générations supplémentaires, juste quatre ou cinq ans, date à laquelle les transistors au silicium n'auront plus que sept nanomètres de taille.

L'une des deux technologies mentionnées par Holt qui pourrait combler cette lacune, transistors à effet tunnel , apparaît loin de la commercialisation, bien que DARPA et le consortium industriel Semiconductor Research Corporation financent la recherche sur les dispositifs. Ils tirent parti des propriétés mécaniques quantiques des électrons qui nuisent aux performances des transistors conventionnels et qui sont devenues plus problématiques à mesure que les transistors sont devenus plus petits.

Les circuits d'un processeur Intel.

Les appareils spintroniques sont plus proches de la production commerciale et pourraient même arriver sur le marché l'année prochaine. Ils représentent des bits numériques en basculant entre deux états différents codés dans une propriété mécanique quantique de particules telles que les électrons connue sous le nom de spin. Kang Wang , un ingénieur électricien de l'Université de Californie à Los Angeles, qui travaille sur la spintronique, affirme que les commentaires de Holt correspondent à ses propres attentes selon lesquelles la spintronique apparaîtra dans certaines puces de mémoire à faible puissance au cours de l'année prochaine, peut-être dans des graphiques à haute puissance. cartes.

Par example, Toshiba a annoncé l'année dernière qu'il avait développé une matrice de mémoire spintronique expérimentale qui consommait 80 % moins d'énergie que la SRAM, un type de mémoire à grande vitesse.

Cependant, les transistors à effet tunnel et la spintronique ont tous deux des inconvénients au-delà du fait qu'ils nécessiteraient une refonte en gros des processus de fabrication d'Intel. La réduction des transistors en silicium pour maintenir la loi de Moore en vie a rendu les générations successives de puces à la fois plus puissantes et moins gourmandes en énergie. Mais les deux nouvelles technologies ne peuvent pas travailler sur des données aussi rapidement que les transistors au silicium. Les meilleures améliorations technologiques pures que nous pouvons apporter apporteront des améliorations dans la consommation d'énergie mais réduiront la vitesse, a déclaré Holt.

Cela suggère que la loi de Moore telle que nous la connaissons pourrait prendre fin. Mais Holt a affirmé que les gains continus en efficacité énergétique, et non en puissance de calcul brute, sont les plus importants pour les choses demandées aux ordinateurs aujourd'hui.

En particulier, en ce qui concerne l'Internet des objets, l'accent passera des améliorations de la vitesse à des réductions spectaculaires de la puissance, a déclaré Holt. La puissance est un problème dans tout le spectre informatique. L'empreinte carbone des centres de données exploités par Google, Amazon, Facebook et d'autres entreprises augmente à un rythme alarmant. Et les puces nécessaires pour connecter beaucoup plus d'objets domestiques, commerciaux et industriels, des grille-pain aux voitures, à Internet devront consommer le moins d'énergie possible pour être viables.

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