La loi de Moore est morte. Maintenant quoi?

Applications mobiles, jeux vidéo, feuilles de calcul et prévisions météorologiques précises : ce n'est qu'un échantillon des choses qui changent la vie rendues possibles par la croissance fiable et exponentielle de la puissance des puces informatiques au cours des cinq dernières décennies.

Mais dans quelques années, les entreprises technologiques devront peut-être redoubler d'efforts pour nous proposer de nouveaux cas d'utilisation avancés pour les ordinateurs. L'entassement continu de plus de transistors en silicium sur des puces, connu sous le nom de loi de Moore, a été la matière première d'une innovation exubérante en informatique. Maintenant, il semble ralentir.

Nous devons nous demander si cela va poser un problème pour des domaines tels que les appareils mobiles, les centres de données et les voitures autonomes ? dit Thomas Wenisch , professeur adjoint à l'Université du Michigan. Je pense que oui, mais sur des échelles de temps différentes.

La loi de Moore porte le nom du cofondateur d'Intel, Gordon Moore. Il a observé en 1965 que les transistors rétrécissaient si rapidement que chaque année deux fois plus pouvaient tenir sur une puce, et en 1975 a ajusté le rythme à un doublement tous les deux ans.

L'industrie des puces a maintenu la prédiction de Moore en vie, avec Intel en tête. Et les sociétés informatiques ont trouvé beaucoup à faire avec la fourniture continue de transistors supplémentaires. Mais Intel a repoussé sa prochaine technologie de transistor, avec des fonctionnalités aussi petites que 10 nanomètres, de 2016 à fin 2017. La société a également décidé d'augmenter le temps entre les générations futures (voir Intel met le frein à la loi de Moore). Et une feuille de route technologique pour la loi de Moore maintenue par un groupe industriel, comprenant les plus grands fabricants de puces au monde, est en train d'être abandonnée. Intel a suggéré que les transistors au silicium ne peuvent continuer à se rétrécir que pendant encore cinq ans.

Les ordinateurs dans nos poches ressentiront probablement les effets plus tard que les autres types d'appareils informatiques, suppose Wenisch. Les appareils mobiles sont alimentés par des puces fabriquées par des sociétés autres qu'Intel, et ils ont généralement été légèrement en retard dans la technologie des transistors. Et les processeurs mobiles n'utilisent pas pleinement certaines techniques de conception bien établies dans des processeurs plus puissants pour les machines non itinérantes, dit-il.

Vous avez probablement une génération ou deux de piste de plus dans le mobile, dit Wenisch.

Cependant, de nombreuses choses utiles que les appareils mobiles peuvent faire reposent sur la puissance de centres de données d'un milliard de dollars, où la fin de la loi de Moore serait un casse-tête plus immédiat. Des entreprises telles que Google et Microsoft engloutissent avec impatience chaque nouvelle génération des puces les plus avancées, remplies de plus en plus de transistors.

Wenisch dit que des entreprises comme Intel, qui dominent le marché des puces pour serveurs, et leurs plus gros clients devront faire preuve de créativité. Les autres moyens d'obtenir plus de puissance de calcul consistent à travailler plus dur pour améliorer la conception des puces et à rendre les puces spécialisées pour accélérer des algorithmes cruciaux particuliers.

La forte demande de silicium adapté à l'algèbre, qui est cruciale pour une puissante technique d'apprentissage automatique appelée apprentissage en profondeur, semble inévitable, par exemple. La société de puces graphiques Nvidia et plusieurs startups vont déjà dans cette direction (voir Une puce de 2 milliards de dollars pour accélérer l'intelligence artificielle).

Microsoft et Intel travaillent également sur l'idée d'exécuter du code sur des puces reconfigurables appelées FPGA pour une plus grande efficacité (voir Microsoft dit que les puces reprogrammables rendront l'IA plus intelligente). Intel a dépensé près de 17 milliards de dollars pour acquérir le principal fabricant de FPGA Altera l'année dernière et adapte sa technologie aux centres de données.

Horst-Simon , directeur adjoint du Lawrence Berkeley National Laboratory, affirme que les machines à calculer les plus puissantes du monde semblent déjà ressentir les effets de la fin des temps de la loi de Moore. Les meilleurs supercalculateurs du monde ne s'améliorent pas au même rythme qu'avant.

Au cours des trois dernières années, nous avons assisté à une sorte de stagnation, explique Simon. C'est une mauvaise nouvelle pour les programmes de recherche reposant sur des superordinateurs, tels que les efforts pour comprendre le changement climatique, développer de nouveaux matériaux pour les batteries et les supraconducteurs et améliorer la conception des médicaments.

Simon affirme que le plateau à venir de la densité des transistors suscitera davantage d'intérêt pour la refonte de l'architecture de base des ordinateurs parmi les concepteurs de supercalculateurs et de centres de données. Se débarrasser de certaines caractéristiques de conception datant des années 1940 pourrait débloquer d'énormes gains d'efficacité (voir Machine Dreams ). Pourtant, en tirer parti nécessiterait de repenser la conception de nombreux types de logiciels et obligerait les programmeurs à changer leurs habitudes.

Quel que soit le type d'ordinateur qui vous intéresse, la question clé est de savoir si les voies créatives laissées ouvertes aux entreprises informatiques peuvent fournir des avantages similaires à la loi de Moore après sa fin, dit Neil Thompson , professeur adjoint à la MIT Sloan School. Nous savons que ces autres choses sont importantes, mais la question est, sont-elles de la même ampleur ? il dit.

L'une des raisons de penser qu'ils ne le seront peut-être pas est que les entreprises devront travailler ensemble de manière nouvelle et compliquée, sans le battement de cœur commun qui servait à synchroniser les plans de produits et de R&D de l'industrie.

L'un des plus grands avantages de la loi de Moore est en tant que dispositif de coordination, dit Thompson. Je sais que dans deux ans, nous pourrons compter sur cette puissance et que je pourrai développer cette fonctionnalité - et si vous êtes Intel, vous savez que des gens développent pour cela et qu'il y aura un marché pour une nouvelle puce.

Sans cette musique commune sur laquelle danser, les progrès de la puissance informatique qui profitent à toutes sortes d'entreprises, et pas seulement à celles qui ont mutuellement de fortes incitations à collaborer, pourraient être moins courants.

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