Qu’est-ce que la loi de Koomey et pourquoi pourrait-elle remplacer la loi de Moore en importance parmi les fabricants de puces ?

Gordon Moore est le co-fondateur et président émérite d’Intel et est la personne qui a créé la loi de Moore. Ce dernier est l’observation faite par Moore à partir du milieu des années 1960 et toujours en vigueur aujourd’hui qui note comment le nombre de transistors sur les puces double tous les deux ans. Mais le fruit à portée de main a été cueilli et bien qu’il existe des cartes routières à 3 nm et 2 nm, la grande question est de savoir si la loi de Moore a des jambes à 1 nm et moins.

La loi de Koomey, mesurant la performance par watt, pourrait remplacer la loi de Moore

Selon Rob Aitken, Fellow et directeur de la technologie, ARM (la société connue pour son architecture CPU), pendant la période où la loi de Moore était en vigueur, la taille des transistors a considérablement diminué. À l’origine, seuls 2 250 transistors pouvaient tenir dans un espace de 12 mm carrés ; de nos jours, plus de cent millions de transistors peuvent tenir dans un millimètre carré. La puce M1 d’Apple, fabriquée par TSMC à l’aide de son nœud de 5 nm, contient 16 milliards de transistors.

Dans le Sur le blog ARM Blueprint, Aitken écrit : « Il est clair que la feuille de route technologique ne peut plus se concentrer uniquement sur l’augmentation de la puissance de traitement. Extraire plus de performances des mêmes puces reste une priorité absolue, et la performance par watt est là où elle en est. Mais c’est plus que juste des watts – c’est aussi de l’énergie, la quantité d’énergie consommée au fil du temps. »

Ainsi, alors que celle de Moore mesure la puissance de traitement d’une puce, la loi de Koomey a été créée en 2010 et mesure le nombre de calculs par joule d’énergie dissipée. De 1945 à 2000, ce nombre a doublé tous les 18 mois (augmentant 100 fois par décennie). Depuis lors, le nombre a diminué et a doublé tous les 2,6 ans (16 fois par décennie).

Le directeur de la technologie d’ARM souligne un objectif à venir sur les économies d’énergie, la réduction de la consommation d’énergie et le maintien de la planète verte

Comme le déclare Aitken d’ARM, « la loi de Koomey est sans doute plus pertinente pour la façon dont les consommateurs perçoivent l’informatique aujourd’hui – et la façon dont nous devrions construire des feuilles de route technologiques. Notre vie numérique a tendance à s’étendre sur plusieurs appareils, où la durée de vie de la batterie et les performances par watt sont plus importantes que performance brute seule. » En d’autres termes, en essayant de réduire l’utilisation du carbone « pour le bien de notre planète », la feuille de route technologique ne doit plus faire passer la puissance de traitement avant les économies d’énergie et la propreté de la planète.

Le commentaire le plus intéressant fait par le directeur de la technologie de l’ARM sur son blog est peut-être que « la loi de Moore et la loi de Koomey ne sont pas des lois de la nature mais des observations sur l’orientation de la technologie, et nous pouvons les utiliser pour voir où les choses pourraient se diriger. La loi de Moore a conduit fabricants de puces à se concentrer sur l’augmentation de la puissance de traitement au fil du temps.

La loi de Koomey concerne le nombre de calculs pouvant être extraits pour chaque unité d’énergie dépensée. Le respect de cette « loi » est favorable à l’environnement et Aitken affirme que maximiser les performances par watt est quelque chose qui est dans son ADN depuis le début. Comme le dit ARM, « la connectivité ne peut pas se faire au détriment de notre planète. Pour minimiser l’impact environnemental de notre technologie, nous aspirons à tirer parti de notre expertise en calcul basse consommation pour effectuer plus de travail par watt, offrant une opportunité unique d’augmenter la connectivité. tout en réduisant la consommation de carbone. »

Malgré un nouvel intérêt pour l’environnement, l’énergie et le traitement à faible consommation d’énergie, la loi de Moore a encore du temps. TSMC produira des puces 4 nm cette année et des puces 3 nm à partir du second semestre de l’année prochaine. TSMC et son rival, Samsung Foundry, prévoient de les réduire à 2 nm. Mais les choses restent en suspens une fois que l’industrie de la fabrication de puces commence à se diriger vers le nœud de processus 1 nm.

Dans le passé, les fonderies ont été renflouées par une nouvelle technologie telle que l’EUV (lithographie ultraviolette extrême) qui permettait aux fonderies de marquer des plaquettes pour le placement de milliards de transistors. Qu’une nouvelle technologie soit ou non développée pour aider la loi de Moore à rester pertinente, la loi de Koomey pourrait continuer à gagner en notoriété alors que les fabricants de puces commencent à se concentrer sur l’énergie plutôt que sur la puissance de traitement.

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