Si vous avez grandi dans les années 90, vous vous rappelez sûrement que la fréquence d’horloge était le seul juge de paix. Un processeur à 500 MHz était, techniquement, deux fois plus rapide qu’un modèle à 250 MHz. C’était simple, prévisible et surtout très efficace pour le marketing.
Pendant des décennies, cette croissance a suivi deux principes fondamentaux. D’abord, la célèbre Loi de Moore, qui prédisait le doublement du nombre de transistors tous les deux ans. Mais doubler les composants sur une même surface crée un problème de chaleur évident. C’est là qu’intervenait un second principe, moins connu mais vital : l’échelle de Dennard.
En 1974, Robert Dennard (IBM) découvre une propriété physique incroyable. En réduisant la taille d’un transistor, on peut aussi réduire sa tension d’alimentation tout en gardant le composant stable. C’était le « ticket gratuit » pour l’industrie : on augmentait la densité, on baissait la tension, et la consommation totale restait constante.
Le jour où le ticket gratuit a expiré
Le problème ? On a atteint une limite physique. Pour fonctionner, un transistor a besoin d’une tension minimale (la tension de seuil). Vers 2005, on est descendu à 1 volt, et impossible d’aller plus bas sans rendre la puce instable.
Pire encore, les composants sont devenus si fins que les électrons ont commencé à s’échapper. C’est l’effet tunnel quantique : même éteint, le processeur laisse fuir de l’électricité. Cette énergie gaspillée se transforme en chaleur pure. On a appelé ça le mur de puissance.
Et tout ça, c’est très bien expliqué sur la chaîne BitLemon. Si on avait continué à pousser la fréquence vers les 10 GHz, « cela générerait suffisamment de chaleur pour faire littéralement fondre le silicium » selon BitLemon. Les systèmes de refroidissement classiques n’auraient jamais pu suivre. C’est pour ça que les constructeurs ont arrêté les frais.
Au lieu de chercher à faire une seule tâche ultra-vite, on a multiplié les cœurs pour faire plein de tâches en même temps. « L’accent est passé de la latence au débit » explique la vidéo. En clair, on ne cherche plus à savoir à quelle vitesse une tâche se termine, mais combien de tâches on peut traiter simultanément.
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