NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

Accueil                           DicoNombre            Rubriques           Nouveautés      Édition du: 31/10/2016

Orientation générale        DicoMot Math          Atlas                   Références                     M'écrire

Barre de recherche          DicoCulture              Index alphabétique                               

     

MULTIMÉDIA & INFORMATIQUE

 

Débutants

Général

PUCES ÉLECTRONIQUES

 

Glossaire

Général

 

 

INDEX

Informatique

& Multimédia

 

Flops

Loi de Moore

Gravure

Coûts

Intel Core i7 (2009)

 

Sommaire de cette page

>>> Loi de Moore

>>> Historique

>>> Courbe d'évolution

>>> Commentaires

>>> Autres lois associées

>>> Archives 1999

 

 

 

 

Gordon E. Moore (1929- )

Cofondateur avec Robert Noyce et Andrew Grove de la société Intel en 1968.

Il a publié la loi de Moore le 19 avril 1965 dans Electronics magazine: cramming more components into integrated circuit.

Voir   Histoire de l'électronique / Contemporains

 

 

LOI de MOORE

 

Loi relative à la croissance des performances de nos ordinateurs. Énoncée il y a plus de trente ans, elle est toujours valable. Pour combien de temps encore ?

 

Dans les microprocesseurs, le nombre de transistors sur une puce de circuit intégré double tous les dix-huit mois.

 

En 2006, les microprocesseurs Core 2 d'Intel (64 bits / 3,20 GHz / 80 millions de transistors) confirme toujours la loi de Moore.
En 2011, le GT400 (microprocesseur graphique) atteint 3 milliards de transistors toujours en corroborant la loi des 18 mois.

En 2016,  le KiloCore comprend mille cœurs dans un seul microprocesseur 115 Gflops avec621 millions de transistors et une consommation de 0,7 W.

En 2016, le Intel Core i7 6950X, 10 cœurs, 140 W, 1 800 euros, 3 GHz, jusqu'à 32 flops par cycle, soit de l'ordre de 90 Gflops.

 

Gflops: giga floating-point operation per second, milliard d'opérations flottantes par seconde.

Voir Puce

 

 

LOI DE MOORE

 

*  À l'origine (1965) Gordon Moore prévoyait 12 mois, mais pour la complexité des semi-conducteurs en général et à coût constant.

*  Il l'a rapidement (1975) amendé en l'étendant aux circuits intégrés à haute densité des microprocesseurs et en allongeant la durée à deux ans.

 

*  Bilan: elle est toujours valable sur une période de plus de 40 ans.

*  Entre 1971 et 2001, la densité des transistors a doublé sur un peu moins de deux ans.

*  Aujourd'hui, on voit souvent une formulation donnant 18 mois pour un peu toute performance dans le domaine de la microélectronique.

 

Exemples

De 1971 à 1997, soit 26 ans, le nombre de transistors sur une puce a été multiplié par 3 260.

1971

1997

Intel 4004

Intel Pentium II

2 300

7 500 000

 

 

La formulation originelle

 

The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year ... Certainly over the short term this rate can be expected to continue, if not to increase. Over the longer term, the rate of increase is a bit more uncertain, although there is no reason to believe it will not remain nearly constant for at least 10 years. That means by 1975, the number of components per integrated circuit for minimum cost will be 65,000. I believe that such a large circuit can be built on a single wafer.

 

La formulation suivante

 

En 1975, Moore prédit un doublement tous les deux. Il est catégorique sur le fait qu'il n'a jamais dit 18 mois, même s'il a été cité comme tel.

 

In 1975, Moore projected a doubling only every two years. He is adamant that he himself never said "every 18 months", but that is how it has been quoted.

 

be adamant that: soutenir catégoriquement que.

 

 

HISTORIQUE

1947

*  Premier transistor par le Bell Laboratories: John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley (prix Nobel).

1958

*  Premier circuit intégré par Texas Instruments: Jack Kilby (aucune distinction!)

*  Breveté en 1959, pratiquement en même temps par Robert Noyce de Fairchild (Autre cofondateur avec Moore de Intel)

*  S'ensuit une querelle de paternité.

1961

*  Première puce sur le marché.

1964

*  Puce à 32 transistors.

1965

*  Loi de Moore avec trois points:

1959 -   1

1964 - 32

1965 – 64

*  En préparant un exposé en 1965, Gordon Moore fit une curieuse constatation sur des puces mémoires. Il était alors chez Fairchild. Le circuit le plus complexe de l'époque comportait 64 transistors. Chaque puce mise sur le marché doublait sa capacité et arrivait environ tous les 12 mois.

 

1975

*  Selon la loi de Moore, 10 ans plus tard, on devrait passer de 64 à 65 000, soit un facteur 1 000. La réalité est de cet ordre de grandeur (proche de 1000), mais un peu en-dessous. Moore reprend sa loi lors d'une réunion de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers. Il corrige: la complexité double tous les deux ans. Aujourd'hui, certains admettent le compromis de 18 mois.

Voir Année 1947 / Inventions contemporaines

 

 

Évolution de la quantité de transistors par puce de microprocesseur

Sources Wikipédia  Intel / Transistors

 

 

 

COMMENTAIRES

 

*  Le cap du milliard de transistors intégrés dans un microprocesseur a été franchit en 2008 (GT200: 1,4milliards). En 2011, le GT400 (microprocesseur graphique) atteint 3 milliards de transistors.

 

*  Les courbes pointillées vertes montrent la pente de croissance pour un doublement tous les 12, 18, 24 et 36 mois.
Un doublement tous les ans conduit à une multiplication par 1000 (en fait 210 = 1024) en dix ans, et un million en 20 ans.
En partant de 1000 = 103 en 1970, la courbe passe par 103 x 106 = 109 (un milliard) vingt après, en 1990.

*  Avec la technologie conventionnelle, les limites semblent proches. En 2012, la technologie 3D pourrait relancer la vérification de la loi de Moore pour au moins encore une dizaine d'années. Intel prévoit une puce 3D de quatre milliards de transistors pour 2013.

 

 

 

AUTRES LOIS ASSOCIÉES

 

Loi relative aux

vitesses de

transmission

 

 

 

La bande passante installée

double tous les six mois

Greg Papadopoulos

Directeur de la technologie de Sun Microsystems

 

*  Le débit maximal d'information disponible sur Internet suit une courbe exponentielle dont la pente est encore plus forte que celle de la loi de Moore.

*  Aujourd'hui (vers 2000), les "tuyaux" du réseau mondial grossissent trois fois plus vite que la capacité de calcul.

 

Loi de Parkinson

 

*  La quantité de données, comme les gaz parfaits, tend à remplir la capacité disponible de mémoire.

*  Avoir plus de mémoire, encourage les applications plus gourmandes en mémoire

*  Le besoin en mémoire des systèmes sur le marché double tous les dix-huit mois, et, ceci depuis 1985.

*  Heureusement, la loi de Moore est là pour suivre avec la puissance de calcul

Loi de Gates

 

*  La vitesse d'exécution des logiciels est divisée par deux tous les dix-huit mois.

*  Heureusement, la loi de Moore compense.

*  Loi baptisée en référence au patron de Microsoft (Bill Gates) et en clin d'œil aux performances des logiciels édités par cette société.

Loi de Machrone

 

*  Quelle que soit la manière de s'y prendre, la machine que vous voulez coûte toujours 5000$ (37 000 francs; 5 640 euros). Note: ce n'est plus le cas. Un ordinateur complet coûte environ 1000 euros en 2011.

Loi de Rock

 

*  L'investissement nécessaire pour fabriquer des semi-conducteurs double tous les quatre ans.

Loi de Metcalfe

sur les réseaux

 

*  La valeur du réseau est égale au carré du nombre d'utilisateurs:

*    10 => 100

*    11 => 121 soit 21% de plus pour un seul abonné de plus.

*   Robert Metcalfe est l'inventeur de l'Internet.

 

 

Loi du Big Data

 

On constate que le nombre de données (big data) obéit à une sorte de "nouvelle loi de Moore". Il suit une exponentielle dont le temps caractéristique est d'environ deux ans, ce qui signifie que l'humanité a produit autant de données au cours des deux dernières années que durant toutes les années précédentes, et que ce nombre aura encore doublé dans deux ans.

Cédric Villani

 

 

 

 

Suite

*    Calculateur quantique

*    Coût des puces

*    Capacités multimédia

*    Méga, Giga …

*    Histoire de l'électronique

*    InformatiqueIndex

Voir

*    Appareils multimédia

*    Jack Kilby

*    Loi sur l'informatique

*    Puissance de calcul

*    Puissances de calcul comparées

*    Records en puissance de calcul

Historique

*    Cadence d'horloge

*    Coût Microprocesseur

*    Coûts du Bit

*    Industrie informatique

*    Transistors

*    Transistors sur une puce

DicoNombre

*    Milliard

*    Notation des grands nombres

Sites

*     Loi de Moore – Wikipedia

*     FLOPS – Wikipédia Voir la page en anglais plus fournie)

*     Intel – Loi de Moore, dimension des gravures

*     Test Intel Core i7 6950X : le processeur à 1 800 euros  - clubic

Cette page

http://villemin.gerard.free.fr/Multimed/Moore.htm

 

Archives 1999

 

 

*  La loi de Moore est vraie en général, mais peut-être un peu optimiste

Selon Watson

 

 

Date

Intel

Microprocesseur

Transistors

(x1000)

Technologie

2T

1971

4004

2,3

 

3T

1978

8086

31

2 microns

3T

1982

80286

110

HMOS

1T

1985

80386

280

0,8 micron CMOS

3T

1989

80486

1 200

 

1T

1993

Pentium (P5)

3 100

0,8 micron biCMOS

1T

1995

Pentium Pro (P6)

5 500

0,6 micron

2T

1998

Merced (P7)

14 000

0,18 micron

3T

1999

Pentium III

28 000

 

T = trimestre

Voir Gravure

 

 

AVENIR vu en l'an 1999

La fin de la loi de Moore

 

*  Le succès de la nouvelle économie est incontestablement dû à l'augmentation des capacités informatiques et de la diminution de leur prix.

*  Aujourd'hui, certains pensent que ça va changer.

 

Pour quel progrès?

 

*  En regardant les progrès réalisés, certains se demandent où est le bénéfice.

*  On attend toujours autant à la caisse des supermarchés, bien que complètement informatisés.

*  On a beaucoup dépensé, beaucoup complexifié, mais a-t-on gagné quelque chose?

*  Dans le passé, pratiquement toutes les innovations technologiques apportaient un gain de niveau de vie, un bienfait pour l'humanité: électricité, trains, téléphones, antibiotiques ...

*  Alors pourquoi s'arrache-t-on ces bestioles: PC et Internet ?

 

Taux de croissance

 

*  Après la deuxième guerre, le rythme de croissance aux É.-U. était de 3% par an, de quoi doubler le niveau de vie en une génération.

*  En 1973, le taux est tombé à 1,1% , une valeur conduisant à 3 génération pour doubler le niveau de vie.

*  Et, on n'a toujours pas trouvé d'explication à ce phénomène.

*  En 1995, on repart avec 2,2%.

*  La nouvelle économie est sans doute à l'origine de cette reprise, non démentie jusqu'en 2000.

*  Peut-être qu'à la longue la loi de Moore serait payante!

*  En fait cette reprise est concomitante avec la chute des prix des ordinateurs (25% par an) et avec le départ en flèche de l'Internet.

 

 

Prédiction selon la loi de Moore

 

Gravure des circuits intégrés:

 

2 001:  150 nm

2 005:  100 nm

 

Un passage à ces valeurs nécessite de nouvelles technologies non encore connues

En particulier, à ces petites tailles, on craint l'effet tunnel, un effet connu de la physique quantique: les électrons peuvent s'échapper à travers des barrières trop minces, en "sautant" par dessus comme par magie

Selon Charles Mann

 

Formulation sur un an

 

*  La densité des circuits logiques sur une puce de silicium obéit à la loi exponentielle:

N = 2 (t - 1962)

N = nombre de bits par pouce carré

t = année

 

*  La quantité d'information mémorisée sur une surface donnée de silicium double tous les ans depuis la naissance des circuits intégrés.