Intel célèbre les 50 ans de la loi de Moore

En ce jour anniversaire des 50 ans de la loi de Moore, et une fois n’est pas coutume chez Intel, nous vous invitons à regarder d’abord en arrière. Mais attention, juste le temps d’aller piocher des informations dans les nombreux documents qu’en cette occasion nous mettons à votre disposition tant cette loi inscrite profondément dans notre ADN nous a invités, dès le départ et à l’image des ambitions de son créateur, à aller toujours plus de l’avant pour innover…

Nous voilà donc le 19 avril 1965. Gordon Moore, alors directeur R&D chez Fairchild Semiconductor et futur co-fondateur de notre société quelques années plus tard, vient de publier au sein du magazineElectronics un article portant sur ses observations dans le taux de croissance exponentiel des circuits intégrés. Constatant depuis 1959, et la diffusion des premiers transistors, un doublement régulier des composants électroniques par leur miniaturisation, cet article extrapole en résumé une même évolution dans les dix années à venir de technologies non seulement de moins en moins chères à produire mais aussi dans une même proportion toujours plus performantes et économes en énergie. Sans pouvoir en deviner encore l’incroyable portée, Gordon Moore vient de lancer ce qui deviendra une miniaturisation rythmée et innovante des circuits intégrés (ou transistors) des processeurs – le premier du genre, le 4004, étant conçu dans nos laboratoires en 1971 avec même pour certaines versions des parties en bois !

En 1975, l’hypothèse est vérifiée presque intégralement et ce qui n’était alors qu’à la base l’observation d’une tendance générale devient, après une révision de sa régularité de doublement (passage de un à deux ans), « loi de Moore ». Désormais, et dans l’idée de ne jamais se retrouver en retrait des évolutions technologiques, les entreprises avant-gardistes de l’électronique en font leur métronome dans leurs innovations. Plus qu’une véritable loi de la nature, la théorie de Moore devient fil conducteur et source d’inspirations pour l’ensemble de l’industrie des semi-conducteurs qui se fait un devoir d’aller aussi vite que le rythme prédit. Par la conjonction de nombreux talents, au premier rang desquels nos laboratoires de R&D, elle invite à repousser toujours plus loin les limites de la physique dans la miniaturisation des composants électroniques afin d’offrir des processeurs toujours plus multi-facettes dans leurs usages et leurs possibilités d’intégration. Et vous le savez bien, les voilà maintenant dans des vêtements, des bijoux ou des montres !

Cinquante ans après sa création, la loi de Moore a toujours un impact profond sur notre monde. Grâce à son impulsion, des progrès considérables ont été accomplis dans les technologies informatiques, elles-mêmes génératrices d’avancées économiques ou sociales mais aussi de révolutions dans de nombreux aspects de notre quotidien. Dans notre connexion avec le monde, nos interactions avec les autres, nos capacités de création et de productivité, nos possibilités d’apprendre et de rester informer, nos divertissements, et tant d’autres choses encore, la loi de Moore a contribué à la démocratisation de l’informatique personnelle, à l’expansion d’Internet, à la révolution de la mobilité ou des objets connectés… En offrant à toujours plus de gens le bénéfice de technologies plus disponibles à des coûts moindres, elle a ouvert l’horizon du progrès.

Tout au long de ces années, cela s’est donc joué au rythme des transistors, de tous ces rouages miniatures essentiels à la bonne marche d’un processeur. Dans un écheveau microscopique toujours plus dense pour permettre une réduction des courants de fuite et donc des puces toujours plus performantes et économes en énergie, les transistors n’ont pas cessé de se multiplier dans des écarts de chiffres toujours plus vertigineux.

Pour vous donner une idée, le premier microprocesseur, le 4004, comptait 2300 transistors alors qu’un de nos Core i5 de cinquième génération en dénombre aujourd’hui quelques 1,3 milliards ! Leurs dimensions ont été à ce point réduites – en 1965 les transistors étaient gravés à l’échelle du 10 000 nm alors qu’ils sont désormais en 14 nm – que nos fabs produisent actuellement plus de 10 milliards de transistors chaque seconde ! Bien que beaucoup plus puissants en termes de performances (3500 fois entre un 4004 et un processeur Core i5 de cinquième génération) ou d’efficacité énergétique (90 000 fois sur le même comparatif), les transistors sont bien évidemment aujourd’hui invisibles à l’œil nu et là encore, pour se donner peut-être une image plus concrète, le bond est important lorsque l’on sait que les premiers transistors avaient par exemple la taille d’une gomme de crayon.

En vérité, l’évolution dans ce domaine a été si rapide et impressionnante que de nombreux comparatifs amusants pourraient être faits pour se faire encore un ordre d’idée. Si l’efficacité énergétique du carburant avait augmenté au même rythme que la loi de Moore, une personne pourrait conduire sa vie entière avec un seul réservoir. Si le prix de l’immobilier encore avait chuté au même taux que le coût des transistors, une personne pourrait s’acheter une maison pour le prix d’un bonbon. Si la vitesse de progression enfin de la loi de Moore s’appliquait aux voyages dans l’espace, celui vers la Lune (soit 3 jours en 1969) ne prendrait plus qu’une minute et le rêve d’atteindre un jour Mars deviendrait d’un coup plus palpable… Autant d’idées séduisantes, pas de doute, et encore plus même quand on s’imagine que si on avait utilisé les technologies de 1971 pour fabriquer un smartphone, le seul processeur pour le faire fonctionner aurait aujourd’hui la taille d’une place de parking. Et la durée de vie de sa batterie ne s’exprimerait en plus qu’en secondes !

Toutes ces images, au-delà de leur côté amusant, illustrent bien le rythme très soutenu de croissance technologique qu’a impulsé dès le départ la loi de Moore. Avec la miniaturisation de plus en plus difficile des composants électroniques, sa fin a été régulièrement prédite ces vingt dernières années mais les obstacles ont continué à être franchis, notamment lorsqu’en 2011 nous avons réinventé le transistor en lui conférant une nouvelle structure en 3D basée sur notre technologie Tri-Gate. En permettant une meilleure distribution de l’électricité, cette conception révolutionnaire a depuis ouvert la porte à un rendement énergétique ainsi qu’à des gains de performances sans précédent dans nos gammes de processeurs. Comme un nouvel élan – si besoin était ! – dans une loi où personne à l’origine, et même Gordon Moore, n’aurait pu prédire qu’elle perdurait déjà 50 ans. Par sa nature exponentielle, son impact le plus grand est peut-être encore à venir…