Qui de la loi de Moore ou de la chaleur limitera le plus l’avancée des processeurs ?
Pour les prochaines générations de processeur, on parle très souvent des processus de fabrication, de la possibilité de créer des transistors de plus en plus petits, donc d’en mettre de plus en plus par millimètre carré de silicium. Jusqu’à présent, l’évolution de cette densité a, peu ou prou, suivi la loi (empirique) de Moore : la densité de transistors double tous les deux ans. Bon nombre de gens supputent que cette loi est “morte”, dans le sens où la densité ne continuera plus d’augmenter à la même vitesse que depuis les années 1960-1970. Cependant, un autre facteur limitera la progression des processeurs, de manière probablement plus importante : l’évacuation de la chaleur. Déjà, les processeurs actuels doivent parfois limiter leur performance pour éviter de brûler (throttling) !
L’évolution énergétique des transistors a pu suivre, toujours depuis les années 1960-1970, la loi de Dennard. Celle-ci postule que la densité énergétique des transistors reste constante, c’est-à-dire la quantité de chaleur à évacuer par millimètre carré de processeur. De fait, si les transistors diminuent en taille, il leur faut une tension moindre pour s’activer. Néanmoins, dès 2005-2006, les transistors sont devenus tellement petits que des effets non prévisibles par Dennard sont devenus significatifs : les pertes de courant des transistors. Ces pertes font que la consommation énergétique des transistors ne décroît plus aussi rapidement que la densité de transistors augmente. La situation est telle que Facebook estime que la chaleur dégagée par les processeurs est un frein majeur au développement de lunettes de réalité augmentée.
L’une des solutions à ce problème serait la spécialisation des processeurs, une voie de plus en plus exploitée : les processeurs seraient moins programmables, dans le sens où plus de choses seraient implémentées au niveau matériel, avec des instructions moins génériques, mais très performantes pour une tâche donnée. On voit notamment cette tendance avec les processeurs orientés réseaux neuronaux. De même, ARM laisse maintenant les concepteurs de cœurs ARM ajouter des instructions, quitte à briser une certaine homogénéité dans l’écosystème ARM.
Source : IEEE Spectrum.
Faux, la chaleur n'augmente pas forcément.
Citation:
la chaleur limitera le plus l'avancée des processeurs ?
La chaleur dépends de l'intensité. Si l'on augmente la densité de composant et que l'on conserve la même tension, alors le courant fatalement augmente. Mais si le composant est plus petit, il a besoin de moins de tension et donc si l'on baisse suffisamment la tension, on augmente pas la chaleur. Mais dans la pratique on veux garder une tension assez élever car baisser la tension, oblige à baisser la fréquence. On peux donc baisser la fréquence ou du moins l'augmenter en augmentant la finesse. Moins un processeur travail vite moins il chauffe. Mais on perd une partie de l'intérêt de graver plus finement qui est de permettre entre autre d'augmenter la fréquence (le courant ayant moins de chemin a parcourir, il peux parcourir plus de composants).
En conclusion, si la chaleur augmente ce n'est pas parce qu'on augmente la finesse de gravure, mais parce qu'on peux se le permettre et que l'on veux augmenter les performances. Sinon, on aurait qu'a réduire la fréquence et réduire la tension.
La loi de Moore reste et restera toujours possible, mais comme les investissements baisse du moins sur ce secteur, fatalement le rythme d’innovation baisse.
Croire que la loi de Moore serait stoppé par un obstacle technique c'est toujours révélé faux. Par contre il est vrai qu'elle avance parfois par palier car il arrive qu'elle trébuche sur un obstacle, mais ensuite elle refait rapidement son retard.
