Pourquoi les processeurs ne deviennent pas plus rapides

L'unité centrale de traitement (CPU) - le composant qui définit les performances de votre ordinateur depuis de nombreuses années - s'est heurtée à un mur.

En fait, la prochaine génération de processeurs, y compris le prochain Pont de sable processeur, doivent faire face à plusieurs murs –un goulot d'étranglement mémoire (la bande passante du canal entre le CPU et la mémoire d'un ordinateur); le mur de parallélisme de niveau d'instruction (ILP) (la disponibilité d'un nombre suffisant d'instructions parallèles discrètes pour une puce multicœur) et le mur d'alimentation (la température globale et la consommation électrique de la puce).

Des trois, le mur d'alimentation est maintenant sans doute la limite déterminante de la puissance du processeur moderne. À mesure que les processeurs sont devenus plus performants, leur consommation d'énergie et leur production de chaleur ont augmenté rapidement. C'est un problème si tenace que les fabricants de puces ont été contraints de créer des systèmes sur puce, des agglomérations de processeurs spécialisés plus petits. Ces systèmes sont si tentaculaires et diversifiés qu'ils ont amené des observateurs de longue date de l'industrie comme Linley Gwennap de Microprocessor Report à remettre en question si la définition originale d'un processeur s'applique même aux puces d'aujourd'hui .

En publiant Sandy Bridge, observe Gwennap, Intel n'a pas grand-chose à vanter en termes d'amélioration des performances du processeur :

Bien sûr, ils ont trouvé quelques endroits pour pincer et ranger, ramassant quelques pour cent de performances ici et là, mais il est difficile d'améliorer un processeur à quatre problèmes très en panne qui a déjà la meilleure prédiction de branche au monde.

Au lieu de cela, Intel vante le nouveau capacités graphiques intégrées et gestion vidéo améliorée , qui sont tous deux accomplis avec des parties de la puce dédiées à ces tâches, et non à l'intérieur du processeur, qui serait obligé de les gérer dans le logiciel et, ce faisant, brûlerait un pourcentage beaucoup plus important du budget de puissance et de chaleur de la puce.

Et qu'en est-il des tâches informatiques générales ? Gennap explique qu'ici, paradoxalement, la clé pour conquérir le mur du pouvoir n'est pas plus de pouvoir, c'est moins. Moins de watts par instruction signifie plus d'instructions par seconde dans une puce qui fonctionne déjà aussi chaude que possible :

Les changements apportés par Intel concernaient plus souvent la puissance que les performances. La raison en est que les processeurs Intel (comme la plupart des autres) sont contre le mur du pouvoir. Autrefois, l'objectif était d'extraire plus de mégahertz du pipeline.

Les processeurs d'aujourd'hui ont des mégahertz à brûler mais sont limités par la quantité de chaleur que le système peut extraire. Réduisez la puissance du processeur de 10 % et vous pouvez augmenter la vitesse d'horloge pour compenser, transformant la puissance en gains de performances. La plupart des équipes de conception de processeurs se concentrent désormais davantage sur le budget de puissance que sur le budget de synchronisation.

Cela signifie qu'au moins avec cette génération de puces, Intel innove partout sauf dans le processeur lui-même.

Alors que les processeurs spécifiques aux tâches deviennent de plus en plus courants, on ne peut s'empêcher de remarquer des parallèles avec l'ordinateur le plus puissant du monde, le cerveau humain.

Le cerveau regorge de cœurs de traitement hautement spécialisés ainsi que de capacités de calcul générales. Si le silicium continue de suivre la tendance imposée par l'évolution, on peut s'attendre à de futurs CPU dans lesquels l'unité centrale de traitement est de moins en moins importante, et les processeurs spécifiques aux tâches prolifèrent jusqu'à ce que les systèmes sur puce en viennent à ressembler à la métropole tentaculaire et enchevêtrée qui apparaît d'avoir conquis la parallélisation massive d'une manière dont les informaticiens ne peuvent plus que rêver.

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