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La loi de Moore est l'un de ces miracles de la vie moderne que nous tenons tous pour acquis, comme les épiceries et la dentisterie avec anesthésie.
Depuis 50 ans, les processeurs informatiques sont doubler leurs performances Quelle est la loi de Moore et qu'est-ce que cela a à voir avec vous? [MakeUseOf explique]La malchance n'a rien à voir avec la loi de Moore. Si c'est l'association que vous aviez, vous la confondez avec la loi de Murphy. Cependant, vous n'étiez pas loin car la loi de Moore et la loi de Murphy ... Lire la suite par dollar par centimètre carré tous les 1-2 ans. Cette tendance exponentielle nous a fait passer des 500 flops d'ENIAC (opérations en virgule flottante par seconde) à environ 54 pétaflops pour le supercalculateur le plus puissant aujourd'hui, le Tianhe-2. Cela représente une amélioration d'environ 10 000 milliards de fois, en bien moins d'un siècle. C’est incroyable pour tout le monde.
Cette réalisation se produit de manière si fiable, depuis si longtemps, qu'elle est devenue une vérité banale sur l'informatique.
Nous le prenons pour acquis.
C’est pourquoi c’est si effrayant que tout pourrait s’arrêter dans un avenir proche. Un certain nombre de limites physiques fondamentales convergent pour mettre un terme à la progression des puces informatiques traditionnelles en silicium. Bien qu'il y ait technologie informatique théorique La dernière technologie informatique que vous devez voir pour croireDécouvrez quelques-unes des dernières technologies informatiques qui devraient transformer le monde de l'électronique et des PC au cours des prochaines années. Lire la suite qui pourraient résoudre certains de ces problèmes, il n'en demeure pas moins que les progrès ralentissent actuellement. L'époque de l'amélioration exponentielle des ordinateurs pourrait se terminer.
Mais pas encore tout à fait.
Une nouvelle percée d'IBM montre que la loi de Moore a encore des jambes. Un groupe de recherche dirigé par la société a présenté un prototype de processeur avec des composants de transistor de seulement 7 nanomètres de large. Cela représente la moitié (et quadruple les performances) de la technologie actuelle à 14 nanomètres, repoussant la disparition de la loi de Moore à au moins 2018.
Alors, comment cette percée a-t-elle été réalisée? Et, quand pouvez-vous vous attendre à voir cette technologie dans de vrais appareils?
Vieux atomes, nouveaux trucs
Le nouveau prototype n'est pas une puce de production, mais il a été produit avec des techniques commercialement évolutives qui pourrait être commercialisé au cours des prochaines années (selon la rumeur, IBM souhaiterait que la puce soit diffusée en 2017-2018. Le prototype est le produit d'IBM / SUNY, un laboratoire de recherche IMB qui a coopéré avec l'Université d'État de New York. Un certain nombre d'entreprises et de groupes de recherche ont collaboré au projet, notamment SAMSUNG et Global Foundries, une société dont IBM est payer environ 1,3 milliard de dollars pour reprendre son aile de fabrication de puces non rentable.
Fondamentalement, le groupe de recherche d’IBM a deux améliorations clés qui a rendu cela possible: développer un meilleur matériau et développer un meilleur processus de gravure. Chacun de ces obstacles surmonte un obstacle majeur au développement de processeurs plus denses. Examinons chacun d'eux tour à tour.
Meilleur matériel
L'un des obstacles aux petits transistors est tout simplement le nombre d'atomes qui diminue. un transistor de 7 nm a des composants qui ne font qu'environ 35 atomes de silicium. Pour que le courant circule, les électrons doivent sauter physiquement de l’orbitale d’un atome à un autre. Dans une tranche de silicium pur, comme cela a été traditionnellement utilisé, il est difficile ou impossible d’obtenir un courant suffisant pour traverser un si petit nombre d’atomes.
Pour résoudre ce problème, IBM a dû abandonner le silicium pur au profit d'un alliage de silicium et de germanium. Cela présente un avantage clé: il augmente ce qu'on appelle la «motilité électronique» - la capacité des électrons à traverser le matériau. Le silicium commence à mal fonctionner à l'échelle de 10 nanomètres, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les efforts pour développer des processeurs à 10 nm sont au point mort. L'ajout de germanium dépasse cette barrière.
Gravure plus fine
Il y a aussi la question de savoir comment façonner des objets aussi petits. Le chemin processeurs informatiques Qu'est-ce qu'un CPU et que fait-il?Les acronymes informatiques prêtent à confusion. Qu'est-ce qu'un CPU de toute façon? Et ai-je besoin d'un processeur quadruple ou double cœur? Qu'en est-il d'AMD ou d'Intel? Nous sommes là pour vous expliquer la différence! Lire la suite sont produites utilise des lasers extrêmement puissants, et divers optiques et pochoirs pour se tailler de minuscules fonctionnalités. La limitation ici est la longueur d'onde de la lumière, qui impose une limite sur la façon dont nous pouvons graver finement les caractéristiques.
Pendant longtemps, la fabrication des puces s'est stabilisée à l'aide d'un laser au fluorure d'argon, avec une longueur d'onde de 193 nanomètres. Vous remarquerez peut-être que c'est un peu plus grand que les fonctionnalités de 14 nanomètres avec lesquelles nous avons gravé. Heureusement, la longueur d'onde n'est pas une limite stricte de résolution. Il est possible d'utiliser des interférences et d'autres astuces pour obtenir plus de précision. Cependant, les fabricants de puces manquent d'idées intelligentes et un changement majeur est maintenant nécessaire.
IBM a adopté cette idée en utilisant une source de lumière EUV (Extreme Ultra Violet), avec une longueur d'onde de seulement 13,5 nanomètres. Cela, en utilisant des astuces similaires à celles que nous avons utilisées avec le fluorure d'argon, devrait nous donner une résolution de gravure de quelques nanomètres avec plus de développement.
Malheureusement, cela nécessite également de jeter la plupart de ce que nous savons sur la fabrication de puces, ainsi que la plupart des une infrastructure technologique développée pour elle, une des raisons pour lesquelles la technologie a mis tant de temps à posséder.
Cette technologie ouvre la porte à la poursuite du développement de la loi de Moore jusqu'à la limite quantique - le point auquel le l'incertitude quantique autour de la position d'un électron est plus grande que le transistor lui-même, ce qui entraîne un comportement aléatoire des éléments du processeur. De là, une technologie vraiment nouvelle Ordinateurs quantiques: la fin de la cryptographie?L'informatique quantique en tant qu'idée existe depuis un certain temps - la possibilité théorique a été introduite à l'origine en 1982. Au cours des dernières années, le domaine s'est rapproché de l'aspect pratique. Lire la suite sera nécessaire pour pousser l'informatique plus loin.
Les cinq prochaines années de fabrication de puces
Intel a encore du mal à produire un processeur 10 nm viable. Il n’est pas exclu que la coalition d’IBM puisse les battre. Si cela se produit, cela indiquera que l'équilibre des pouvoirs dans l'industrie des semi-conducteurs s'est finalement éloigné d'Intel.
L’avenir de la loi de Moore est incertain. Quelle que soit la fin de l'histoire, elle sera tumultueuse. Les royaumes seront gagnés et perdus. Il sera intéressant de voir qui se retrouve au sommet lorsque toute la poussière se dépose. Et, à court terme, il est bon de savoir que la marche imparable du progrès humain ne se terminera pas avant au moins quelques années encore.
Êtes-vous excité pour des puces plus rapides? Inquiet de la fin de la loi de Moore? Faites le nous savoir dans les commentaires!
Crédits image: puce informatique via Shutterstock, "Silicon Croda", «Laser Argon-Ion» «Logotype Intel», par Wikimedia
Écrivain et journaliste basé dans le sud-ouest, André est assuré de rester fonctionnel jusqu'à 50 degrés Celsius et est étanche jusqu'à une profondeur de douze pieds.
