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Les ordinateurs modernes sont vraiment incroyables et continuent de s'améliorer au fil des ans. L'une des nombreuses raisons pour lesquelles cela s'est produit est due à une meilleure puissance de traitement. Tous les 18 mois environ, le nombre de transistors pouvant être placés sur les puces de silicium dans les circuits intégrés double.
C'est ce qu'on appelle la loi de Moore et c'était une tendance remarquée par le co-fondateur d'Intel Gordon Moore en 1965. C'est pour cette raison que la technologie a été stimulée à un rythme si rapide.
Quelle est exactement la loi de Moore ?
La loi de Moore est l'observation selon laquelle les puces informatiques deviennent plus rapides et plus économes en énergie, tout en devenant moins chères à produire. C'est l'une des principales lois de progression au sein de l'ingénierie électronique et ce depuis des décennies.
Un jour, cependant, la loi de Moore va prendre fin. Alors que l'on nous annonce la fin imminente depuis plusieurs années, elle approche presque certainement de ses dernières étapes dans le climat technologique actuel.
Il est vrai que les processeurs deviennent constamment plus rapides, moins chers et qu'ils contiennent de plus en plus de transistors. Cependant, à chaque nouvelle itération d'une puce informatique, les gains de performances sont inférieurs à ce qu'ils étaient auparavant.
Bien que plus récent Unités centrales de traitement (CPU) sont livrés avec une meilleure architecture et des spécifications techniques, les améliorations pour les activités informatiques quotidiennes diminuent et se produisent à un rythme plus lent.
Pourquoi la loi de Moore est-elle importante ?
Lorsque la loi de Moore finira enfin, les puces de silicium n'accepteront pas de transistors supplémentaires. Cela signifie que pour faire progresser la technologie et apporter la prochaine génération d'innovations, il faudra remplacer l'informatique basée sur le silicium.
Le risque est que la loi de Moore arrive à sa fin certaine sans qu'il y ait de remplacement. Si cela se produit, le progrès technologique tel que nous le connaissons pourrait être stoppé net.
Remplacements potentiels des puces informatiques en silicium
Alors que le progrès technologique façonne notre monde, l'informatique basée sur le silicium approche rapidement de ses limites. La vie moderne dépend des puces semi-conductrices à base de silicium qui alimentent notre technologie --- des ordinateurs aux smartphones et même aux équipements médicaux --- et peuvent être allumées et éteintes.
Il est important de savoir que les puces à base de silicium ne sont pas encore « mortes » en tant que telles. Au contraire, ils ont largement dépassé leur apogée en termes de performances. Cela ne veut pas dire que nous ne devrions pas penser à ce qui peut les remplacer.
Les ordinateurs et les technologies futures devront être plus agiles et extrêmement puissants. Pour y parvenir, nous aurons besoin de quelque chose de bien supérieur aux puces informatiques actuelles à base de silicium. Voici trois remplaçants potentiels :
1. Informatique quantique
Google, IBM, Intel et toute une série de petites entreprises en démarrage sont dans une course pour livrer les tout premiers ordinateurs quantiques. Ces ordinateurs, avec la puissance de la physique quantique, fourniront une puissance de traitement inimaginable fournie par les « qubits ». Ces qubits sont bien plus puissants que les transistors au silicium.
Avant que le potentiel de l'informatique quantique ne puisse être libéré, cependant, les physiciens ont de nombreux obstacles à surmonter. L'un de ces obstacles est de démontrer que la machine quantique est suprême en étant meilleure pour accomplir une tâche spécifique qu'une puce informatique ordinaire.
2. Graphène et nanotubes de carbone
Découvert en 2004, le graphène est un matériau véritablement révolutionnaire qui a valu à l'équipe derrière lui le prix Nobel.
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Il est extrêmement résistant, il peut conduire l'électricité et la chaleur, il fait un atome d'épaisseur avec une structure en treillis hexagonal et il est disponible en abondance. Cependant, il peut s'écouler des années avant que le graphène ne soit disponible pour la production commerciale.
L'un des plus gros problèmes auxquels le graphène est confronté est le fait qu'il ne peut pas être utilisé comme commutateur. Contrairement aux semi-conducteurs en silicium qui peuvent être activés ou désactivés par un courant électrique --- cela génère du code binaire, les zéros et les uns qui font fonctionner les ordinateurs --- le graphène ne le peut pas.
Cela signifierait que les ordinateurs à base de graphène, par exemple, ne pourraient jamais être éteints.
Le graphène et les nanotubes de carbone sont encore très nouveaux. Alors que les puces informatiques à base de silicium sont développées depuis des décennies, la découverte du graphène n'a que 14 ans. Si le graphène doit remplacer le silicium à l'avenir, il reste encore beaucoup à faire.
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Malgré cela, il s'agit sans aucun doute, en théorie, du remplacement le plus idéal des puces à base de silicium. Pensez aux ordinateurs portables pliables, aux transistors ultra-rapides, aux téléphones qui ne peuvent pas être cassés. Tout cela et bien plus est théoriquement possible avec le graphène.
3. Logique nanomagnétique
Le graphène et l'informatique quantique semblent prometteurs, mais les nano-aimants aussi. Les nanoaimants utilisent la logique nanomagnétique pour transmettre et calculer des données. Pour ce faire, ils utilisent des états de magnétisation bistables qui sont apposés par lithographie sur l'architecture cellulaire d'un circuit.
La logique nanomagnétique fonctionne de la même manière que les transistors à base de silicium, mais au lieu d'allumer et d'éteindre les transistors pour créer un code binaire, c'est la commutation des états de magnétisation qui le fait. En utilisant les interactions dipôle-dipôle --- l'interaction entre les pôles nord et sud de chaque aimant --- cette information binaire peut être traitée.
Comme la logique nanomagnétique ne repose pas sur un courant électrique, la consommation d'énergie est très faible. Cela en fait le remplacement idéal lorsque vous prenez en compte les facteurs environnementaux.
Quel remplacement de puce de silicium est le plus probable ?
L'informatique quantique, le graphène et la logique nanomagnétique sont tous des développements prometteurs, chacun avec ses propres mérites et inconvénients.
En ce qui concerne celui qui est actuellement en tête, cependant, il est nano-aimants . L'informatique quantique n'étant toujours qu'une théorie et des problèmes pratiques auxquels le graphène est confronté, l'informatique nanomagnétique semble être le successeur le plus prometteur des circuits à base de silicium.
Il y a encore un long chemin à parcourir, cependant. La loi de Moore et les puces informatiques à base de silicium sont toujours d'actualité et il faudra peut-être des décennies avant que nous ayons besoin d'un remplacement. D'ici là, qui sait ce qui sera disponible. Il se peut que la technologie qui remplacera les puces informatiques actuelles reste à découvrir.
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Luke est diplômé en droit et rédacteur technologique indépendant du Royaume-Uni. Adoptant la technologie dès son plus jeune âge, ses principaux intérêts et domaines d'expertise comprennent la cybersécurité et les technologies émergentes telles que l'intelligence artificielle.
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