Que se passe-t-il après la loi de Moore ?

What Happens After Moore’s Law? - Expertise de Western Digital

L’hypothèse selon laquelle toute technologie continuera à s’accélérer et à s’améliorer est devenue une seconde nature, notamment grâce à la loi de Moore. Comme elle l’avait prédit, le nombre de transistors sur un circuit intégré a doublé à un rythme régulier depuis 1965 (initialement tous les ans, puis tous les deux ans environ), entraînant une augmentation exponentielle de la puissance informatique. Pendant plus d’un demi-siècle, la loi de Moore s’est vérifiée avec une précision étonnante, contribuant à transformer des téléphones de brique en super ordinateurs de poche.

Pour l’industrie technologique, la loi de Moore a défini la trajectoire du progrès : plus petit, moins cher, plus rapide, et ainsi de suite. Elle offrait une feuille de route. Les processeurs étaient au centre des architectures de données et le matériel du système pouvait fixer des objectifs clairs pour le développement. Les programmeurs se concentraient sur les nouvelles fonctionnalités, sachant que des ordinateurs plus puissants rendraient les applications plus rapides. Tout a continué sur cette voie parce que la loi de Moore a prévalu. Jusqu’à ce que ce ne soit plus le cas.

Le mur de Moore

La loi de Moore s’est heurtée à une loi plus redoutable : la loi de la physique. Les transistors des processeurs sont devenus si petits qu’ils ne mesurent plus que quelques atomes. Les défis posés par la puissance et la chaleur ont rendu marginaux les gains de performance de ces dernières années, tandis que pour réduire encore les transistors, il faudra déployer des efforts héroïques de plus en plus complexes et audacieusement coûteux.

Plus que Moore

La bande passante cumulée des NAND et des SSD dans un boîtier de stockage est bien supérieure à la bande passante du réseau. Les charges de travail nécessitant un débit élevé, comme l’analyse d’un grand ensemble de données génomiques à la recherche d’une séquence d’ADN particulière, pourraient le faire plus efficacement si les données n’avaient pas à passer par un goulot d’étranglement pour être traitées ailleurs.

Alors que la loi de Moore ralentit pour les CPU et les DRAM, la technologie NAND ne fait qu’effleurer son potentiel de mise à l’échelle. Contrairement aux processeurs qui évoluent en réduisant la taille des transistors, la technologie 3D NAND révolutionne la mise à l’échelle dans plusieurs directions : verticale (couches), latérale (cellules par couche) et logique (bits par cellule).

Déplacer le centre des architectures

Tant que la loi de Moore suivait son cours, il y avait moins d’incitation à changer les choses. Pour le matériel, cela signifiait que l’unité centrale de traitement (UC) dictait une grande partie de son environnement.

Nombreux sont ceux qui ne se rendent pas compte que dans l’architecture actuelle des serveurs, le nombre de « bâtons de mémoire » disponibles et la quantité maximale de mémoire pouvant être allouée par processeur, voire par système, sont tous déterminés par l’unité centrale. De plus, tout dispositif informatique spécialisé tel qu’un GPU (processeur graphique), un DPU (processeur pour l’industrie informatique) ou un FPGA (réseau de portes programmables sur site) ne peut accéder à la mémoire qu’en passant par le CPU (unité centrale de traitement).

Les logiciels vont donner un coup de fouet à l’évolutivité

Du côté des logiciels, la loi de Moore a rendu les applications toujours plus rapides. Les programmeurs se sont concentrés sur les fonctionnalités, sans tenir compte des inefficacités et des frais généraux. Cependant, maintenant que les processeurs atteignent leurs limites, les logiciels vont prendre le relais.

La bonne nouvelle est que les langages logiciels progressent et que les programmeurs en développent de nouveaux. Certains suggèrent qu’une amélioration d’un facteur 1000 par rapport au langage de programmation Python n’est pas exagérée.

Des territoires inexplorés en perspective

La loi de Moore a été un voyage glorieux. Si sa fin a été plus un doux déclin qu’un effondrement dramatique, ses implications ne le sont pas. L’innovation technologique ne s’arrêtera pas, mais elle sera radicalement différente de ce que l’industrie a connu. Certains y voient un appel aux armes pour une perturbation créative, d’autres la liberté d’innover.