Une nouvelle loi de Moore améliorée

Des chercheurs ont montré pour la première fois que l'efficacité énergétique des ordinateurs double tous les 18 mois environ.

Avide de pouvoir: Le premier ordinateur généraliste, ENIAC 1, pouvait effectuer quelques centaines de calculs par seconde.

La conclusion, étayée par six décennies de données, reflète la loi de Moore, l'observation du fondateur d'Intel, Gordon Moore, selon laquelle la puissance de traitement de l'ordinateur double environ tous les 18 mois. Mais la tendance à la consommation d'énergie pourrait avoir une pertinence encore plus grande que la loi de Moore, car les appareils alimentés par batterie - téléphones, tablettes et capteurs - prolifèrent.

L'idée est qu'à charge de calcul fixe, la quantité de batterie dont vous avez besoin diminuera d'un facteur deux tous les ans et demi, dit Jonathan Koomey , professeur-conseil en génie civil et environnemental à l'Université de Stanford et auteur principal de l'étude. Davantage d'applications d'informatique mobile et de détection deviennent possibles, dit Koomey, alors que l'efficacité énergétique continue de s'améliorer régulièrement.

La recherche, menée en collaboration avec Intel et Microsoft, a examiné la consommation électrique de pointe des appareils informatiques électroniques depuis la construction de l'Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) en 1946. Le premier ordinateur à usage général, l'ENIAC a été utilisé pour calculer les tables de tir d'artillerie. pour l'armée américaine, et il pouvait effectuer quelques centaines de calculs par seconde. Il utilisait des tubes à vide plutôt que des transistors, occupait 1 800 pieds carrés et consommait 150 kilowatts d'électricité.

Même avant l'avènement des transistors discrets, dit Koomey, l'efficacité énergétique doublait tous les 18 mois. C'est une caractéristique fondamentale de la technologie de l'information qui utilise des électrons pour la commutation, dit-il. Ce n'est pas seulement une fonction des composants d'une puce.

Le type de considérations techniques qui entrent dans l'amélioration des performances de l'ordinateur (réduction de la taille des composants, de la capacité et du temps de communication entre eux, entre autres) améliore également l'efficacité énergétique, explique Koomey. La nouvelle recherche, co-écrite par Stephen Berard de Microsoft, Marla Sanchez, à l'Université Carnegie Mellon, et Henry Wong d'Intel, a été publiée dans le numéro de juillet-septembre de IEEE Annales de l'histoire de l'informatique .

En juillet, Koomey a publié un rapport qui montrait, entre autres conclusions, que l'électricité utilisée dans les centres de données dans le monde avait augmenté d'environ 56 % entre 2005 et 2010, un taux bien inférieur au doublement observé entre 2000 et 2005.

Bien qu'une meilleure efficacité énergétique ait joué un rôle dans ce changement, l'électricité totale utilisée dans les centres de données était inférieure aux prévisions pour 2010, en partie parce que moins de nouveaux serveurs ont été installés que prévu en raison de technologies telles que la virtualisation, qui ont permis aux systèmes existants d'exécuter plus de programmes simultanément. Koomey note que les ordinateurs des centres de données fonctionnent rarement à la puissance maximale. La plupart des ordinateurs sont, en fait, terriblement sous-utilisés, dit-il.

Le monde des technologies de l'information s'est progressivement déplacé des capacités informatiques vers une meilleure efficacité énergétique, d'autant plus que les gens s'habituent de plus en plus à utiliser des téléphones intelligents, des ordinateurs portables, des tablettes et d'autres appareils alimentés par batterie.

Depuis l'introduction de la microarchitecture Intel Core en 2006, la société a connu un changement radical en termes de concentration sur la consommation d'énergie, explique Lorie Wigle, directrice générale du programme d'éco-technologie chez Intel. Historiquement, nous nous sommes concentrés sur les performances et la durée de vie de la batterie, et de plus en plus, nous voyons ces deux choses se réunir, dit-elle.

Tout le monde connaît la loi de Moore et les améliorations remarquables de la puissance des ordinateurs, et c'est évidemment important, déclare Erik Brynjolfsson, professeur à la Sloan School of Management du MIT. Mais les gens accordent plus d'attention à la durée de vie de la batterie de leurs appareils électroniques ainsi qu'à la vitesse à laquelle ils peuvent fonctionner. Je pense que c'est de plus en plus la dimension qui compte pour les consommateurs, dit Brynjolfsson. Et dans un sens, la «loi de Koomey», cette tendance de consommation d'énergie, commence à éclipser la loi de Moore pour ce qui compte pour les consommateurs dans de nombreuses applications.

Pour Koomey, l'aspect le plus intéressant de la tendance est de réfléchir aux possibilités de l'informatique. Les limites théoriques sont encore si lointaines, dit-il. En 1985, le physicien Richard Feynman analysait les besoins en électricité des ordinateurs et estimait que l'efficacité pourrait théoriquement être améliorée d'un facteur 100 milliards avant d'atteindre une limite, en excluant les nouvelles technologies telles que l'informatique quantique. Depuis lors, les améliorations d'efficacité ont été d'environ 40 000. Il y a tellement de chemin à faire, dit Koomey. Ce n'est limité que par notre intelligence, pas par la physique.

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