Miguel Aubouy publie le sixième tome des petits traités sur l’innovation. J-7 : Extrait 3 : l’histoire de la loi de Moore.

Chers liseurs (euses) et amis (ies) des éditions Nullius in Verba,

Nous sommes très heureux de vous annoncer la sortie imminente du 6ème tome des petits traités de Miguel Aubouy. Il est titré : « De quoi la créativité est-elle le nom ? ». Il est sous-titré « Fabriquer l’aurore, voler le feu ». Il sera en vente dès le 27 novembre.

Nous avons déjà publié une description de l’ouvrage sur notre site : ici, et un premier extrait : ici, et un deuxième extrait ici.  Dans ce billet, nous vous offrons un troisième extrait. Comme toujours, la pensée de Miguel Aubouy se déploie dans les histoires qu’il raconte. Voici l’histoire de la loi de Moore telle que vous pourrez la lire bientôt.

 

La loi de Moore n’est pas une loi. Ce n’est pas même une constatation. C’est une chose sans nom. Un mélange bizarre d’une observation fragile, d’une conjecture osée et d’une volonté farouche. Il faut imaginer un cyborg dans l’espace de la pensée : une forme mi-technologique, mi-humaine.

Comme toutes les choses hybrides, ce cyborg n’appartient à aucun monde en propre. C’est pourquoi il est difficilement compréhensible par ceux qui l’observent depuis leurs domaines d’expertise. Ils ont tôt fait de le mépriser pour son étrangeté. Mais, si le cyborg n’appartient à aucun monde en propre, c’est qu’il appartient à tous les mondes à la fois.

Au tout début des années soixante, Gordon Earl Moore dirige le laboratoire de recherche et développement d’une entreprise qu’il a contribué à fonder quelques années auparavant : la Fairchild Semiconductor. Cette entreprise fabrique des circuits intégrés, c’est-à-dire des assemblées de composants électroniques élémentaires connectés entre eux. Un tel circuit se présente sous la forme d’une gravure de métal sur du silicium. C’est un morceau de dentelle de quelques centimètres de dimension dont les motifs font un milliardième de mètre.

Cette gravure est encapsulée dans un boîtier en plastique d’où sortent plusieurs paires de connecteurs électriques. À cause des pattes, et peut-être aussi du plastique noir, l’objet ressemble à un insecte sans tête : une blatte, une scolopendre raccourcie, une puce dé-mesurée. C’est ce dernier nom qui est resté.

Suivant le type de composants qui sont assemblés, ces puces assurent différentes fonctions électroniques plus ou moins élaborées, comme les organes séparés d’un corps artificiel dont l’électricité serait à la fois le sang et l’influx nerveux. Pour les plus connus, ces organes sont les différents cerveaux d’un ordinateur, ses mémoires, son coeur battant.

Dans le monde de Gordon Earl Moore, le progrès existe. Il consiste à rassembler le maximum de composants électroniques sur la plus petite surface possible. Il s’agit de dessiner les mêmes figures élémentaires sur une feuille de sable purifié, mais avec toujours plus de minutie. Toujours plus de finesse. C’est une lutte à l’échelle du monde pour fendre chaque jour le trait de la veille.

À une contrainte près.

Pour un industriel comme Gordon Earl Moore, la véritable question n’est pas d’obtenir le maximum de composants sur la plus petite surface. Il faut ajouter une contrainte supplémentaire : à moindre coût. Car ce qu’il cherche, son objectif, ce n’est jamais le circuit électronique contenant le maximum de composants possibles par centimètre carré. C’est toujours un compromis.

Il faut imaginer une courbe en forme de U, dont la partie basse serait plus pointue, et les branches, plus évasées. Cette courbe représente le coût d’un composant élémentaire en fonction du nombre total que l’on est capable de mettre dans une puce. Ce prix commence par décroître : plus le nombre de composants placés sur le même morceau de circuit est élevé, moins chacun d’eux, pris individuellement, coûte à fabriquer. C’est le principe de l’intégration. Mais si l’on continue d’en ajouter, ce prix finit par augmenter, car il se passe ceci : plus on met de composants, plus le circuit devient complexe, et plus la probabilité d’une erreur augmente. Le prix de revient d’un seul composant fonctionnel étant grevé par celui de tous les circuits inutilisables, la courbe remonte. Un autre principe finit par l’emporter : le taux de rebut augmente avec la densité.

Quelle que soit la technique que l’on invente pour faire une puce, on obtiendra invariablement la même forme pour cette courbe. Il y a toujours un minimum. Gordon Earl Moore appelle cela un optimum. Cette courbe est comme la pointe arrondie d’une flèche qui lui indique la densité de composants qu’il doit mettre dans la puce qu’il va vendre. Son travail consiste à déplacer cette flèche toujours plus vers la droite ; toujours plus vers le bas.

En 1965, trois étapes dans cette course à la miniaturisation ont été franchies. Le premier circuit intégré (en 1962) comportait cinq composants. Le second (en 1963) : vingt ; le troisième (en 1964) : trente-deux ; le quatrième (en 1965) : soixante-quatre.

Gordon Earl Moore a l’idée de mettre ces quatre nombres sur la même courbe à l’appui d’une réflexion personnelle sur l’avenir de la microélectronique. Dans la représentation qu’il adopte, ces points s’alignent presque suivant la diagonale du carré. Il décide de les relier par un trait plein. Il choisit d’extra-poler la quasi-droite qu’ils forment par un trait pointillé. Il prolonge ce trait jusque dans coin supérieur droit du carré, qui correspond à l’année 1975.

Gordon Earl Moore dessine un carré fendu par une droite.

La courbe que Moore obtient manque de données pour qu’on puisse étayer un raisonnement. Un scientifique dirait qu’elle est fragile. Mais elle contient assez d’informations pour qu’une intuition soit crédible. L’intuition est celle-ci : le nombre de composants par puce augmente exponentiellement. Ce nombre double approximativement tous les ans. Si l’on extrapole cette tendance, en 1975, l’industrie serait capable de produire pour un coût dérisoire des circuits intégrés contenant soixante-cinq mille composants électroniques. Qu’est-ce que cela signifie ?

Cela signifie que le monde ne sera plus jamais le même.

La réflexion de Gordon Earl Moore sera publiée le 19 avril 1965 dans le volume trente-huit de la revue Electronics Magazine. L’article est placé sous le chapeau : The experts look ahead (les experts anticipent). Il s’intitule : Cramming more components into integrated circuits (Toujours plus de composants dans les circuits intégrés). Le premier paragraphe s’écrit ainsi :

« Le futur de l’électronique intégrée re-présente le futur de l’électronique tout court. Les avantages de l’intégration vont conduire à une prolifération d’électronique. Celle-ci va s’introduire dans de nombreux domaines nouveaux. Grâce aux circuits intégrés, des choses extraordinaires vont apparaître comme des ordinateurs familiaux – ou au moins des terminaux reliés à un ordinateur central –, le contrôle automatique pour les automobiles, et des équipements portables personnels de communication. Le bracelet montre électronique n’attend qu’un afficheur pour être faisable aujourd’hui. »

Dans cet article, Gordon Earl Moore décrit en quelques mots les ordinateurs personnels, les téléphones portables et Internet. Il prédit l’envahissement fulgurant des objets de la vie courante par l’électronique, comme une épidémie sans borne. Tout ce qui va modifier, si ce n’est bouleverser, la vie quotidienne de plus de six milliards de personnes dans le monde, quarante ans plus tard, et l’économie de la planète avec.

En peu de mots : regarde, le monde bascule !

En 2010, il se vendait chaque année près de deux cent cinquante millions de milliards de ces fragiles dessins de métal que Gordon Earl Moore tentait laborieusement de mettre par cinq sur un seul circuit, en 1962.

Parce qu’elle proposait une mesure des progrès de l’industrie de la microélectronique, l’observation de Gordon Earl Moore fut reprise par tous les industriels du domaine afin de se donner des objectifs de progrès quantifiés. Il s’agissait de tout mettre en oeuvre en sorte que les nouveaux circuits intégrés s’alignent sur la droite en pointillés que Moore avait tracée comme une indication de ce qui allait se produire au-delà de 1965. Dès lors, l’observation de Moore n’était plus une observation. Elle devenait une feuille de route. Comme un plan tracé dans le temps.

Comme une obligation sans maître.

En 2004, on pouvait mettre dix-huit points sur la courbe de Moore. Ces points s’alignent grosso modo sur une droite, comme l’avait extrapolé Gordon Earl Moore, mais la valeur de la pente que l’on mesure est moindre que celle qu’il avait prédite. La croissance du nombre de composants par puce (au minimum du coût par composant) demeure exponentielle, mais ce nombre double tous les deux ans. Il n’en reste pas moins que cette croissance est prodigieuse. À maints égards, elle est inaccessible à l’entendement.

Il faudrait se souvenir qu’en 1949, l’ordinateur le plus performant du monde avait une mémoire de cinq cents mots. Il pesait près d’une tonne. Il tenait difficilement dans le volume d’une chambre à coucher.

Il faudrait retenir qu’on a envoyé Apollo sur la lune, en 1969, avec un ordinateur moins puissant que la moindre des montres électroniques qui se vendent de nos jours.

Et ce ne serait pas encore suffisant pour le comprendre.

Rien ne va si vite qui ne finisse par ralentir, pense-t-on. Eh bien, on a tort, semble-t-il !

De même que l’on constate une limite à la vitesse d’un objet, on trouve une limitation fondamentale au nombre de composants que l’on peut graver sur une surface donnée. Elle peut se comprendre simplement : il est impossible de dessiner quelque chose qui soit plus petit qu’un atome. Si l’on en croit la courbe de Moore, cette limite devrait être atteinte aux alentours de 2020. Pourtant, de l’avis de tous ceux qui connaissent le problème, ce n’est pas un problème.

Ce qui se joue avec la courbe de Moore n’est pas au-delà de la matière, et pourtant, il échappe à la matière. On doit à Raymond Kurzweil de l’avoir compris.

Miguel Aubouy

 

Très cordialement, Les éditions Nullius In Verba.

 

image de couverture : klara kulikova pour Unsplash

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