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2.3 : Encadré - Loi de Moore

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    La technologie progresse et les ordinateurs sont de plus en plus rapides chaque année. Les consommateurs hésitent souvent à acheter le modèle de smartphone, de tablette ou de PC actuel, car un modèle plus avancé sortira bientôt, les laissant regretter de ne plus être le plus avancé. Gordon Moore, cofondateur de Fairchild et l'un des fondateurs d'Intel, a reconnu ce phénomène en 1965, notant que le nombre de transistors des microprocesseurs doublait chaque année. Ses idées ont finalement évolué vers la loi de Moore, qui stipule que le nombre de transistors sur une puce doublera tous les deux ans. (Moore, 1965). Cela a été généralisé dans le concept selon lequel la puissance de calcul doublera tous les deux ans pour le même prix. Une autre façon de voir les choses est de penser que le même prix de la puissance informatique sera réduit de moitié tous les deux ans. Bien que beaucoup aient prédit sa disparition, la loi de Moore est en vigueur depuis plus de cinquante-cinq ans. La technologie évolue avec l'innovation en matière de conception et de support à l'IA. Les experts pensent aujourd'hui que,

    « Le mot d'ordre maintenant est que la technologie n'est peut-être pas celle des transistors au silicium traditionnels ; maintenant, il peut s'agir de l'informatique quantique, qui est une structure différente, et de la nanobiotechnologie, qui consiste en des protéines et des enzymes organiques. »

    Il est donc probable qu'au cours des cinq prochaines années, l'orientation de la loi de Moore changera. Les experts estiment que la loi de Moore ne pourra pas être appliquée indéfiniment en raison des limites physiques imposées à la réduction continue de la taille des composants d'une puce. Actuellement, les milliards de transistors sur les puces ne sont pas visibles à l'œil nu. On pense que si la loi de Moore devait être maintenue jusqu'en 2050, les ingénieurs devraient concevoir des transistors à partir de composants plus petits qu'un seul atome d'hydrogène.

    Une version mise à jour de la loi de Moore sur 120 ans (basée sur le graphique de Kurzweil). Les 7 points de données les plus récents sont tous des GPU NVIDIA.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : La loi de Moore sur 120 ans. L'image de Jurvetson est sous licence CC BY-SA 2.0

    Cette figure représente la relation empirique de la loi de Moore liée au nombre de transistors dans un circuit intégré dense qui double environ tous les deux ans.

    À un moment donné, nous atteindrons le sommet de la technologie de traitement alors que les défis se présenteront pour passer aux circuits rétractables à une époque de croissance exponentielle qui deviendront plus chers. La loi de Moore sera alors dépassée en raison de l'innovation technologique. Les ingénieurs continueront de rechercher de nouvelles méthodes pour améliorer les performances (Moore, 1965).

    Carte mère

    La carte mère est le hub principal de l'ordinateur. Le hub connecte les entrées et les composants de l'ordinateur. Il contrôle également l'alimentation reçue par le disque dur et la carte vidéo. La carte mère est un composant essentiel, abritant l'unité centrale (CPU), la mémoire et les connecteurs d'entrée et de sortie. Le processeur, la mémoire et les composants de stockage, entre autres, se connectent tous à la carte mère. Les cartes mères se présentent sous différentes formes et tailles ; les prix des cartes mères varient également en fonction de la complexité. La complexité dépend de la compacité ou de la capacité d'extension de l'ordinateur. La plupart des cartes mères modernes possèdent de nombreux composants intégrés, tels que le traitement vidéo et audio, nécessitant des composants distincts.

    Illustration d'une carte mère
    Figure\(\PageIndex{2}\) : La carte mère de MH Rhee est sous licence CC BY-SA 2.0

    Mémoire à accès aléatoire

    Lorsqu'un ordinateur démarre, il commence à charger les informations du disque dur dans sa mémoire de travail. La mémoire à court terme de votre ordinateur est appelée mémoire vive (RAM), qui transfère les données beaucoup plus rapidement que le disque dur. Tout programme que vous exécutez sur l'ordinateur est chargé dans la RAM pour être traité. La RAM est un composant à haute vitesse qui stocke toutes les informations dont l'ordinateur a besoin pour une utilisation actuelle et future. L'accès à la RAM est beaucoup plus rapide que de la récupérer sur le disque dur. Pour qu'un ordinateur fonctionne efficacement, une quantité minimale de RAM doit être installée. Dans la plupart des cas, l'ajout de RAM permettra à l'ordinateur de fonctionner plus rapidement. En augmentant la taille de la RAM, le nombre de fois que cette opération d'accès est effectuée est réduit, ce qui accélère le fonctionnement de l'ordinateur. Une autre caractéristique de la RAM est qu'il s'agit d'une mémoire volatile ou temporaire. Cela signifie qu'il peut stocker des données tant qu'il est alimenté ; lorsque l'ordinateur est éteint, toutes les données stockées dans la RAM sont perdues. C'est pourquoi nous avons besoin de disques durs et de SSD qui contiennent les informations lorsque nous éteignons le système.

    La RAM est généralement installée sur un ordinateur personnel à l'aide d'un module de mémoire à double ligne (DIMM). Le type de module DIMM accepté dans un ordinateur dépend de la carte mère. Comme le décrit la loi de Moore, la quantité de mémoire et la vitesse des modules DIMM ont considérablement augmenté au fil des ans.

    Disque dur et disque dur

    Bien que la RAM soit utilisée comme mémoire de travail, l'ordinateur a également besoin d'un endroit où stocker des données à long terme. La plupart des ordinateurs personnels actuels utilisent un disque dur pour le stockage de données à long terme. Un disque dur est un disque en matériau magnétique ; un disque dur ou HDD est le dispositif permettant de stocker les données sur un disque dur. Le disque est l'endroit où les données sont stockées lorsque l'ordinateur est éteint et récupérées lorsque l'ordinateur est allumé. Le disque dur fournit beaucoup de stockage à un coût peu élevé par rapport au SSD.

    Disques durs SSD

    Le SSD est un appareil de nouvelle génération qui remplace les disques durs. Ils sont beaucoup plus rapides et utilisent une mémoire flash. Les puces semi-conductrices sont utilisées pour stocker des données, et non des supports magnétiques. Un processeur intégré (ou cerveau) lit et écrit des données. Le cerveau, appelé contrôleur, joue un rôle important dans la détermination de la vitesse de lecture et d'écriture. Le prix des SSD diminue, mais ils sont chers. Les SSD ne comportent aucune pièce mobile, contrairement au disque dur, qui résiste à l'usure due à la rotation et aux pannes.

    Comparaison entre SSD et HDD

    Les coches représentent la meilleure sélection de la catégorie.

    Comparaison des disques SSD et des disques durs

    attribut

    SSD (Solid State Drive)

    HDD (disque dur)

    Consommation d'énergie/Durée de vie

    altMoins de consommation d'énergie, 2 à 3 watts en moyenne, ce qui se traduit par une autonomie de plus de 30 minutes.

    Plus de consommation d'énergie : 6 à 7 watts en moyenne et utilise donc plus de batterie.

    Coûts

    Cher, environ 0,20 dollar par gigaoctet (sur la base de l'achat d'un lecteur de 1 To).

    altSeulement environ 0,03$ par gigaoctet, très bon marché (achat d'un modèle de 4 To)

    Capacité

    Généralement, pas plus de 1 To pour les disques de la taille d'un ordinateur portable ; 4 To maximum pour les ordinateurs de bureau.

    altGénéralement, environ 500 Go et 2 To maximum pour les lecteurs de la taille d'un ordinateur portable ; 10 To maximum pour les ordinateurs de bureau.

    Heure de démarrage du système d'exploitation

    altTemps de démarrage moyen d'environ 10 à 13 secondes.

    Temps de démarrage moyen d'environ 30 à 40 secondes.

    Bruit

    altIl n'y a aucune pièce mobile et, par conséquent, aucun son.

    Des clics et des rotations audibles peuvent être entendus.

    Des vibrations

    altAucune vibration car il n'y a pas de pièces mobiles.

    La rotation des plateaux peut parfois provoquer des vibrations.

    Chaleur produite

    altFaible consommation d'énergie et absence de pièces mobiles, donc peu de chaleur est produite.

    Le disque dur ne produit pas beaucoup de chaleur, mais il aura une quantité mesurable de chaleur supérieure à celle d'un SSD en raison de pièces mobiles et d'une consommation d'énergie plus élevée.

    Taux d'échec

    altTemps moyen entre deux défaillances de 2,0 millions d'heures.

    Temps moyen entre les pannes : 1,5 million d'heures.

    Vitesse de copie/d'écriture de fichiers

    altGénéralement supérieur à 200 Mo/s et jusqu'à 550 Mo/s pour les lecteurs de pointe.

    La plage peut aller de 50 à 120 Mo/s.

    Chiffrement

    Chiffrement complet du disque (FDE) pris en charge sur certains modèles.

    altChiffrement complet du disque (FDE) pris en charge sur certains modèles.

    Vitesse d'ouverture des fichiers

    altJusqu'à 30 % plus rapide qu'un disque dur.

    Plus lent que le SSD.

    Magnétisme affecté ?

    altUn SSD est à l'abri de tout effet du magnétisme.

    Les aimants peuvent effacer des données.

    Référence

    Moore, Gordon E. (1965). « Entasser davantage de composants sur des circuits intégrés » (PDF). Magazine électronique. p. 4. Récupéré le 18 octobre 2012.