Le microprocesseur, bijou technologique à quelques dollars, fête ses quarante ans

Alors que le microprocesseur fête ses quarante ans d’existence, le modèle économique et technologique du « cerveau » de tout système intelligent est toujours plus exigeant pour les acteurs du marché.

Histoire du microprocesseur


Une puce de quelques millimètres de longueur, contenant plus d’un milliard de transistors, capable d’effectuer plus de 90 milliards d’instructions à la seconde. Voici le « monstre » qu’est devenu le microprocesseur en quarante ans d’existence. Bien éloignée de la première puce créée par Intel, le 4004, lancée en novembre 1971 pour intégrer… une calculatrice du fabricant japonais Busicom. Celle-ci contenait 2.300 transistors et parvenait à effectuer quelque 92.000 instructions à la seconde. Une prouesse pour l’époque : jusqu’ici, aucun fabricant n’était parvenu à placer l’ensemble des composants sur un même circuit intégré. Intel, créé en 1968 par trois ingénieurs -Gordon Moore, Robert Noyce et Andrew Grove, tous venus de Fairchild Semiconductor -venait de trouver la recette qui allait faire son succès : une miniaturisation extrême de la fabrication de ses puces.
En fabricant des transistors -l’élément de base du microprocesseur -de quelques microns, et désormais de quelques nanomètres, Intel a apporté plusieurs avantages majeurs à l’industrie technologique. D’abord, un gain de performance – les transistors étant plus proches les uns des autres, le temps de réaction est plus court -et de consommation d’énergie -il y a moins de déperdition entre les composants. Ensuite, un gain financier : on peut fabriquer davantage de transistors sur une même galette de silicium. Enfin, la miniaturisation permettant de mettre davantage de transistors dans la puce, la puissance des systèmes a pu considérablement s’améliorer. Une équation gagnante que Gordon Moore a théorisée, en fixant l’objectif de doubler le nombre de transistors sur une puce tous les dix-huit mois. Cette « loi de Moore » n’a jamais été démentie et a permis à l’industrie du high-tech d’enchaîner les innovations. Des premiers PC à l’apparition des téléphones portables en passant par la généralisation des systèmes électroniques dans les voitures ou les avions, toute l’évolution de la technologie s’est faite grâce aux progrès du microprocesseur.
Le cerveau de nos objets

« Il constitue le cerveau de tous les objets communicants qui nous entourent », résume Stéphane Nègre, directeur d’Intel France. Tout ceci à un prix dérisoire, comme le rappelle l’étude du coût de revient du dernier téléphone d’Apple, l’iPhone 4S. Alors que, selon iSuppli, l’appareil coûte 188 dollars en composants, le processeur ne coûte que 15 dollars, loin derrière l’écran (23 dollars) ou la mémoire Nand (19 dollars) !
Le modèle a pourtant ses limites. Economiques, d’abord. Rares sont les industriels encore capables de supporter les investissements industriels qu’exige la fabrication de puces aussi avancées tout en proposant à leurs clients (fabricants de téléphones, de voitures, de consoles) les prix les plus bas possibles. Si Intel, Samsung ou STMicroelectronics continuent de conserver leurs usines, de plus en plus d’acteurs, comme Qualcomm, ont sous-traité leur production à des fondeurs, comme TSMC ou UMC.
Technologiques, ensuite. Alors qu’on se rapproche de l’infiniment petit, les industriels doivent trouver de nouvelles solutions pour continuer à suivre la loi de Moore. Intel planche sur une gravure de ses puces de plus en plus fine (il est en train de passer à la gravure de 22 nanomètres de large) et travaille sur des solutions 3D permettant d’empiler les transistors sur la puce. D’autres font confiance à de nouvelles architectures logicielles, comme celle d’ARM, qui permet une consommation d’énergie réduite, un avantage notamment dans le domaine de la mobilité (smartphones et tablettes). Plus généralement, le processeur pourrait bien disparaître en tant que composant dédié. A l’image d’Intel ou d’AMD, dont les puces combinent le processeur avec la carte graphique, de plus en plus d’industriels tentent d’intégrer différents composants (processeur, mémoire, modem, carte graphique) sur une seule puce. Une course à l’intégration qui devra améliorer la performance des systèmes tout en réduisant les coûts.
Maxime Amiot
source : Les Echos

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