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Article

1 - BRÈVE HISTOIRE DES ORDINATEURS

2 - ORDINATEURS ET APPLICATIONS

3 - ORGANISATION ET STRUCTURE DE L'ORDINATEUR

4 - UTILISATION DU PARALLÉLISME D'INSTRUCTIONS

5 - ÉVOLUTION TECHNOLOGIQUE

6 - ÉVOLUTION DES PC ET DES MACHINES PARALLÈLES

7 - ÉVOLUTION DES SYSTÈMES ENFOUIS ET EMBARQUÉS

8 - CONTINUITÉS ET CHANGEMENTS

| Réf : H1058 v2

Évolution technologique
Évolution de l'architecture des ordinateurs

Auteur(s) : Daniel ETIEMBLE

Date de publication : 10 févr. 2009

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  • Daniel ETIEMBLE : Ingénieur de l'INSA de Lyon - Professeur à l'université Paris Sud

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INTRODUCTION

Cet article a deux objectifs principaux. Le premier est de donner une perspective d'ensemble de l'évolution de l'architecture des ordinateurs. Cette présentation permet de préciser la place et le rôle de chacun des articles particuliers de la rubrique « Matériel » de ce traité. Le second objectif est de montrer l'articulation entre la technologie matérielle, les concepts architecturaux et les besoins des grandes classes d'applications qui utilisent ces ordinateurs, qu'ils soient visibles (PC et serveurs), enfouis ou embarqués dans de nombreux dispositifs de la vie courante.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-h1058


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5. Évolution technologique

Dans cet article, nous n'aborderons que les caractéristiques des technologies CMOS en relation avec l'architecture des ordinateurs. La caractéristique essentielle est connue sous le nom de « loi de Moore », qui dit que le nombre de transistors par unité de surface croît de manière exponentielle, avec un doublement tous les 18 mois. Cette loi est souvent présentée de manière erronée comme un doublement de performances des ordinateurs tous les 18 mois. L'évolution exponentielle de la capacité d'intégration que traduit la loi de Moore d'une part, et les progrès des technologies magnétiques utilisées pour les disques permettent d'expliquer l'évolution exponentielle des performances indiquée dans le tableau 3.

L'augmentation exponentielle du nombre de transistors disponibles a conduit à une évolution par paliers des méthodes de conception se traduisant par une augmentation de la « brique de base » de la conception architecturale à chaque époque, comme le montre la figure 9.

La brique de base de chaque époque est le niveau d'abstraction maximal de l'époque précédente.

Comme le montre le tableau 3, toutes les exponentielles ne progressent pas au même rythme. La différence importante entre les 60 % par an de gain de performance des processeurs et la décroissance de 7 % de la latence des DRAM rend de plus en plus difficile l'accès aux données en mémoire principale. C'est ce qui rend obligatoire l'existence de deux niveaux de cache dans les PC, de trois niveaux de cache dans les serveurs. Ce différentiel de performance ne peut que continuer dans le futur, avec une complexification croissante des hiérarchies mémoire.

Les problèmes énergétiques et de puissance dissipée sont devenus un problème majeur des technologies silicium, comme l'illustre la figure 10 qui donne la densité d'énergie (puissance par unité de surface) en fonction de la technologie CMOS utilisée pour les différents processeurs d'Intel. On constate que les densités de puissance augmentent de manière exponentielle avec les générations successives de technologie et les valeurs atteintes deviennent incompatibles avec les méthodes traditionnelles de refroidissement par air utilisées dans les PC de bureau ou PC portables.

La puissance dissipée par un processeur se décompose...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HENNESSY (J.L.), ¨PATTERSON (D.) -   Architecture des ordinateurs, une approche quantitative.  -  (3e édition). Vuibert Informatique (2003).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

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