Have we reached the limit of computer power? - Sajan Saini and George Zaidan

Traducteur: Amandine Briot Relecteur: Dominique Partridge

In the Netherlands, there’s an ambitious company

Aux Pays-Bas, une entreprise ambitieuse

that builds one of the most advanced and expensive tools in the world:

fabrique l’un des outils les plus avancés et les plus coûteux au monde :

a single unit costs hundreds of millions of dollars.

une seule unité coûte des centaines de millions de dollars.

And when companies buy one,

Pour chaque unité achetée,

they also need 250 engineers to install the 165-ton device

les entreprises ont besoin de 250 ingénieurs

pour installer l’appareil de 165 tonnes

in a process that typically takes half a year.

dans un processus qui prend généralement 6 mois.

But despite this steep cost in time and money,

Mais malgré ce coût élevé en temps et en argent,

many microchip makers desperately want one of these machines.

les fabricants de micropuces veulent l’une de ces machines.

The hundred-million-dollar question is: why?

La question à cent millions de dollars est : pourquoi ?

The answer has to do with something called Moore’s Law.

La réponse est liée à ce que l’on appelle la loi de Moore.

First coined by Intel co-founder Gordon Moore,

Inventée en premier par le cofondateur d’Intel, Gordon Moore,

this law states that every 1 to 2 years

cette loi implique que tous les 1 à 2 ans,

the number of transistors that can fit on a given size computer chip will double.

le nombre de transistors pouvant tenir sur une puce électronique doublera.

And by extension, the rough number of calculations that chip can do per second

Et par extension, le nombre de calculs que la puce peut effectuer par seconde

will also double.

doublera également.

Now, this law isn't a physical law like gravity.

Cette loi n’est pas une loi physique comme la gravité.

It’s just a trend Moore observed during the early 1960s.

C’est juste une tendance que Moore a observée au début des années 1960.

But chipmakers turned that trend into a goal, and in turn,

Mais les fabricants de puces en ont fait un objectif et, à leur tour,

consumers learn to expect computing progress to continue

les consommateurs s’attendent à ce que les progrès

se poursuivent à ce rythme exponentiel.

at this exponentially fast pace.

And the amazing thing is, for six decades, it pretty much has.

Étonnamment, c’est le cas depuis six décennies,

Thanks to Moore’s Law, chips have gotten smaller, faster,

Grâce à la loi de Moore, les puces sont plus petites,

more efficient, and cheaper.

plus rapides, plus efficaces et moins chères.

But today, there are four key problems that trip up this trend,

Mais aujourd’hui, quatre problèmes majeurs font obstacle à cette tendance,

potentially ending Moore’s Law

pouvant mettre fin à la loi de Moore

and fundamentally changing how we make progress in computing.

et modifiant notre progression dans le domaine de l’informatique.

The first is transistor size.

Le premier est la taille du transistor.

Transistors are basically on/off switches,

Les transistors sont des interrupteurs marche/arrêt,

and these building blocks of digital computing have been shrinking

et ces composants de l’informatique numérique ont rétrécit

since the 1960s.

depuis les années 1960.

But recently they’ve gotten so small,

Mais récemment, ils sont devenus si petits

quantum physics has begun to interfere with their functions.

que la physique quantique va interférer avec leurs fonctions.

When a transistor’s switch, or gate, is less than 20 nanometers,

Quand l’interrupteur, ou la grille, d’un transistor fait moins de 20 nm,

electrons will tunnel along it continuously,

les électrons creusent un tunnel le long de celui-ci,

turning a crisp on/off switch into a hazy dimmer.

transformant un interrupteur précis en un variateur de lumière incertain.

The second problem is heat.

Le deuxième problème est la chaleur.

As chipmakers make components smaller and more complex,

Avec des composants plus petits et plus complexes,

the copper lines that run between them need to be thinner and longer.

les lignes de cuivre qui les relient doivent être plus fines et plus longues.

This increases their electrical resistance and generates high heat

Cela augmente leur résistance électrique et génère une chaleur élevée

that impairs chip performance and can’t be easily dissipated.

qui nuit aux performances des puces et ne peut pas être facilement dissipée.

Today’s chips can already run hot enough to cook an egg,

Les puces d’aujourd’hui sont déjà assez chaudes pour cuire un œuf,

and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

et les températures ne devraient qu’augmenter sans nouvelles innovations.

While both these issues represent limits in the fundamental physics of chipmaking,

Même si cela représente les limites de la physique fondamentale,

researchers haven't stopped trying to solve them.

les chercheurs essayent de résoudre ces problèmes.

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:

Mais leurs solutions aggravent souvent le troisième problème majeur :

chipmaking’s environmental impact.

l’impact environnemental de la fabrication de puces.

For example, swapping copper lines for ruthenium

Par exemple, remplacer les lignes de cuivre par du ruthénium

could help pack transistors more tightly and keep chips smaller—

permettrait de compacter les transistors et de réduire la taille des puces,

but that metal is far scarcer than copper

mais ce métal est bien plus rare que le cuivre

and would require new mining infrastructure.

et nécessiterait de nouvelles infrastructures minières.

Similarly, the technology currently used to make today’s smallest transistors

La technologie utilisée pour fabriquer les plus petits transistors aujourd’hui

requires huge amounts of energy and chemicals

nécessite d'énormes quantités d'énergie et de produits chimiques

called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,

appelés substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées,

which can take thousands of years to break down in the environment.

qui peuvent mettre des milliers d'années à se décomposer dans l'environnement.

Managing these first three problems contributes to the final issue: cost.

La gestion de ces 3 premiers problèmes contribue au dernier : le coût.

To keep achieving Moore’s Law,

Pour faire appliquer la loi de Moore,

chipmakers have to make individual chip components smaller.

les fabricants doivent réduire la taille des composants individuels des puces.

And this is where that costly $400 million machine comes in.

Et c’est là qu’intervient cette machine qui coûte 400 millions de dollars.

This marvel of chip-making science shoots a stream of tin droplets

Cette merveille de la science projette un flux de gouttelettes d’étain

into a vacuum chamber before blasting them with a high-energy laser

dans une chambre à vide

avant de les faire exploser avec un laser à haute énergie

that vaporizes the tin to create plasma.

qui vaporise l'étain pour créer un plasma.

In turn, the plasma emits a 13.5 nanometer wavelength of ultraviolet light

À son tour, le plasma émet des rayons UV d’une longueur d’onde de 13,5 nm

that can be used to produce incredibly small transistors.

qui peut être utilisée pour produire de très petits transistors.

This remarkable feat of engineering has helped chipmakers

Cette prouesse technique remarquable a aidé les fabricants de puces

keep up with Moore’s Law.

à suivre la loi de Moore.

But as chips keep getting denser,

Mais avec des puces de plus en plus denses,

intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

les usines de fabrication complexes deviennent de plus en plus chères.

This trend has been so consistent, it’s actually earned the nickname

Cette tendance est si constante qu’elle a été surnommée :

Moore’s Second Law.

la seconde loi de Moore.

Obviously, all these trajectories are unsustainable.

Évidemment, toutes ces trajectoires ne sont pas durables.

Manufacturing plants can’t keep increasing in price,

Les usines ne peuvent pas continuer à augmenter leurs prix,

our ecosystems can’t endure endless mining and pollution,

une exploitation minière et pollution sans fin sont impensables,

and the laws of physics are unlikely to change anytime soon.

et il est peu probable que les lois de la physique changent de si tôt.

Fortunately, Moore's Law is flexible,

Heureusement, la loi de Moore est flexible,

and there’s no reason we can’t introduce new goals

et nous pouvons introduire de nouveaux objectifs

to keep making computing progress responsibly.

pour poursuivre les progrès de manière responsable.

Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?

Peut-être pourrions-nous introduire une nouvelle loi sur la durabilité ?

Smaller transistors already use less material and produce less e-waste,

De plus petits transistors utilisent déjà moins de matériaux

et produisent moins de déchets.

and advancements in electronic-photonic integration

Les avancées en matière d’intégration électronique-photonique

are allowing chips to use less energy and generate less heat.

aident les puces à consommer moins d’énergie

et à générer moins de chaleur.

So perhaps chips should be made twice as sustainable every several years?

Peut-être devrait-on fabriquer des puces 2 fois plus durables régulièrement ?

Whatever the answer is,

Quelle que soit la réponse,

we make the laws, so the future is up to us.

nous élaborons les lois, donc l’avenir ne dépend que de nous.