Microprocesseurs : la loi de Moore ne sera bientôt plus valable

Avec la loi de Murphy (la tartine tombera toujours du côté du Nutella) et celle de Lavoisier (« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »), la loi de Moore est l’une de ces sentences que l’on se souvient avoir apprises, aux alentours de la période du lycée mais que l’on a toujours du mal à re-formuler. Petit rappel alors : l’intuition de Gordon Moore est d’avoir prédit que « le nombre de transistors par puce serait doublé tous les 12 mois, et que chaque nouveau transistor coûterait aussi cher que le précédent ».

De ce qui n’était qu’une intuition de l’un des fondateurs d’Intel, l’entreprise qui a inventé le microprocesseur, les firmes de la Silicon Valey ont fait une loi, légèrement simplifiée : la capacité des microprocesseurs doublera tous les 12 mois. Une loi qui a longtemps boosté la troisième révolution industrielle : celle des technologies de l’information et de la communication.

Une loi bientôt obsolète

Comme l’explique Peter Bright, du site spécialisé artechnica.com, « atteindre l’objectif [fixé par la loi de Moore], n’est pas arrivé par accident ». Pour cela, les différents acteurs du secteurs se sont organisés, ont créé des schémas de production et se sont accordé sur des plannings de développement leur permettant de respecter le délais de 12 mois.

Dès 1975, Gordon Moore lui-même est revenu sur sa formulation en doublant notamment le temps de production. Mais depuis, celle-ci n’a jamais été complètement abrogée. Cela signifie qu’il est désormais possible d’acheter tous les 24 mois un ordinateur beaucoup plus puissant, au même prix que l’ancien.*

Seulement aujourd’hui, cette recherche continue de la miniaturisation des composantsatteint ses limites. « Même avec les dernières technologies de type « extreme UV », le doublement des capacités des microprocesseurs semble difficile à atteindre.

Dans un article publié sur le site de la revue scientifique, Nature, Mitchell Waldrop, docteur en physique des particules élémentaires, cite Paolo Gargini, président de l’International technology roadmap for semiconductors (ITRS), une association d’entreprises spécialisées dans la fabrication des semiconducteurs : « D’ici le début des années 2020, même en faisant de gros effort, on va se rapprocher de la limite de taille des semiconducteurs aux alentours de 2 ou 3 nanomètres. Les composants des puces feront alors la largeurs de 10 atomes. »

Des GPS dans les microprocesseurs »

Dans ces conditions, la poursuite de la miniaturisation des transistors frôle avec les lois de la physiques quantiques et il devient difficile de pouvoir compter sur la stabilité de tels composants. D’autre part, les technologies employées pour pouvoir réaliser de tels produits coûtent très cher. Il est alors impossible de respecter la deuxième partie de la loi de Moore : le coût du nouveau microprocesseur ne doit pas augmenter.

Conséquemment, ajoute Peter Bright, au lieu poursuivre sur la miniaturisation, les entreprises spécialisés dans les semiconducteurs pourraient à l’avenir se pencher sur ce que l’ITRS appelle le « More than Moore «  (comprenez, « plus que Moore ». Avec le développement des smartphones et des objets connectés, la troisième révolution industrielle pourrait prendre le virage des puces hautement intégrées. C’est-à-dire, « le développement de microprocesseurs comprenant par exemple la RAM, la régulation de puissance » ou encore « des composants analogiques pour GPS , ou encore le Wi- Fi ».

Il est clair que, malgré la mort probable à venir de la loi de Moore, les industriels de la Silicon Valley auront de quoi faire pour continuer d'améliorer les qualités des processeursqui équipent l'ensemble de nos outils électroniques et informatiques. Reste à savoir si ces progrès iront de paire avec l'amélioration des batteries. Un smartphone puissant, c'est sympa, c'est mieux s'il tient la charge plus d'une journée.