Intel : l’avenir des processeurs passe par la fibre optique

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Confrontés aux limites de la loi de Moore, les chercheurs d’Intel se tournent vers la voie optique. Avant dix ans, les fils d’aluminium et de cuivre qui relient entre eux les composants de la carte mère devraient être remplacés par des fibres optiques et l’information transportée sous forme lumineuse. A terme, les transistors des processeurs pourraient même être remplacés par des circuits optiques. Principal obstacle à leur développement : le coût.

Comment améliorer globalement les performances d’un ordinateur ? En lui procurant des processeurs plus rapides, des chipsets à fréquence de bus élevée et des bus frontaux à la bande passante toujours plus large. Des orientations suivies par l’ensemble des acteurs de l’industrie. Mais l’optimisation de la puissance des processeurs passe par l’augmentation du nombre de transistors, lesquels doivent être toujours plus petits pour se loger dans un boîtier en constante réduction, ce qui induit des risques d’interférence du signal électrique. Et doubler tous les 18 mois le nombre de transistors, comme l’édicte la loi de Moore, nécessite un besoin en énergie électrique toujours plus important. Si les limites sont encore loin d’être franchies (certains pensent atteindre le milliard de processeurs), à terme cette solution n’est pas viable, selon les ingénieurs.

Le choix du signal lumineux véhiculé par fibre optique pourrait apporter une solution. Les laboratoires d’Intel, parmi d’autres, travaillent à une architecture où les tracés de cuivre et d’aluminium qui relient les composants de la carte mère (processeur, mémoire vive, chipset…) seraient remplacés par de la fibre optique véhiculant un laser. Le signal optique de la fibre se révèle plus rapide et moins gourmand en énergie que les contacts métalliques. Là où le cuivre offre des débits de 10 Gbits/s ? le double dans les années à venir selon Intel ? la fibre optique permettrait d’atteindre un débit de 30 à 60 Gbits/s.

Pas avant 5 ou 10 ans

Si les chercheurs d’Intel évaluent entre 5 et 10 ans la période de recherches et d’essais avant la mise en application industrielle de la fibre optique au sein des ordinateurs, les coûts largement supérieurs à ceux du cuivre représentent aujourd’hui un frein à son développement. Il faut en effet inclure des contrôleurs optiques qui transforment le signal électrique du processeur en signal lumineux afin de le transmettre sur la fibre vers les autres composants, où le signal optique doit une nouvelle fois être transformé en signal électrique pour être “assimilé”. Sauf si les transistors des puces sont eux-mêmes remplacés par des circuits optiques, ce qui augmenterait là aussi leur capacité de traitement. Possibilité qui n’est cependant pas envisagée avant 10 ans.

Vitesse de transfert du signal et faible besoin d’énergie sont les deux principaux avantages de la fibre optique associée au laser. Et malgré les coûts aujourd’hui élevés, la solution optique apparaît aux yeux de nombreux chercheurs comme inévitable à terme. D’autant que les coûts en question devraient baisser dans le temps avec la généralisation de ces technologies optiques. En attendant, l’usage de la fibre optique se justifie pleinement pour des circuits qui nécessitent une parfaite isolation électrique. Leur utilisation pourrait notamment se tourner vers les horloges des processeurs afin d’en éliminer les délais induits par le signal électrique.


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