La fabrication des processeurs a connu des avancées spectaculaires ces dernières années grâce à la réduction toujours plus poussée de la taille des transistors. Mais quels bénéfices concrets apporte cette course à la miniaturisation ?
La finesse de gravure, un facteur clé des performances
La finesse de gravure désigne la taille des transistors sur une puce de silicium. C’est le principal facteur à prendre ne compte dans l’analyse à effectuer avant l’achat ou l’acquisition de processeurs informatiques. En fait, plus cette taille est réduite, plus il est possible d’intégrer un grand nombre de transistors dans un espace restreint.
Avec la gravure en 7 nm atteinte en 2018, les fondeurs ont pu produire des processeurs encore plus compacts et puissants. Par exemple, le processeur Apple A12 gravé en 7 nm contient 6,9 milliards de transistors dans une surface de 83 mm². Cette miniaturisation accrue permet d’obtenir des gains importants en termes de performance brute et d’efficacité énergétique.
Des fréquences d’horloge toujours plus élevées
La réduction de la taille des transistors s’accompagne logiquement d’une augmentation des fréquences d’horloge, c’est-à-dire du nombre d’opérations effectuées par seconde. Sur l’Apple A12, la fréquence maximale atteint ainsi 2,49 GHz, contre 1,85 GHz sur l’A11 gravé en 10 nm. Cette progression constante de la fréquence se traduit par des gains significatifs en puissance de calcul.
Une meilleure efficacité énergétique
Outre la puissance brute, la finesse de gravure améliore l’efficacité énergétique des processeurs, c’est-à-dire leur capacité à optimiser la consommation électrique. Grâce aux progrès de la miniaturisation, l’A12 ne consomme que 3,7 W en moyenne, contre 6 W pour l’A11. Cette optimisation de la consommation se répercute positivement sur l’autonomie des smartphones et tablettes.
Des conceptions sur-mesure haute performance
Pour tirer le meilleur parti de la gravure en 7 nm, Apple a conçu des coeurs de processeur spécifiques : les coeurs Vortex dédiés à la puissance brute et les coeurs Tempest axés sur l’efficacité. Cette approche sur-mesure au niveau de l’architecture interne du processeur lui permet d’exploiter au maximum les possibilités offertes par la finesse de gravure de 7 nm.
Un savoir-faire de pointe en micro-gravure
La gravure en 7 nm n’a été possible que grâce au savoir-faire de pointe développé par les fondeurs comme TSMC en matière de micro-gravure. Cette technologie de fabrication consiste à transférer des motifs inférieurs à 100 nm sur des plaquettes de silicium grâce à diverses techniques comme la lithographie EUV.
Ce savoir-faire unique a demandé des investissements colossaux de la part des fondeurs au cours des 10 dernières années. Il leur permet aujourd’hui de repousser sans cesse les limites de la miniaturisation.
Une dynamique de compétition entre fondeurs
Derrière cette course à la finesse de gravure se joue aussi une féroce bataille entre fondeurs pour conquérir des parts de marché. TSMC et Samsung se livrent une lutte acharnée pour mettre au point en premier de nouveaux procédés de fabrication. Cette compétition contribue à l’accélération du rythme des innovations technologiques et des gains en miniaturisation, pour le plus grand bénéfice des consommateurs.
Des défis technologiques croissants
Toutefois, plus la gravure devient fine, plus les défis technologiques augmentent. Contrôler précisément des motifs de quelques nanomètres requiert des équipements extrêmement sophistiqués. La moindre imperfection peut rendre une puce défectueuse.
Les fondeurs doivent sans cesse repousser les limites de la science des matériaux et de la micro-électronique pour gravir chaque nouvelle marche vers le nanomètre. Rien n’indique que cette course effrénée pourra se poursuivre éternellement.
En somme, il faut retenir que la réduction constante de la taille des transistors, mesurée en nanomètres, ouvre la voie à des processeurs toujours plus compacts, puissants et efficaces sur le plan énergétique. De 5 nm en 2021 à 3 nm en 2023, cette course effrénée au nanomètre semble loin d’être terminée, malgré lDeses défis technologiques croissants. Contactez des professionnels du domaine ou des vendeurs intègres si vous avez besoin de plus de conseils sur le sujet afin de vous décider complètement à effecteur votre achat.