Nos processeurs cachent plus de secrets que ce que l'on croit. La course au nanomètre, à laquelle participent tous les fabricants de puces, ne raconte en effet pas toute l'histoire.

Le marketing s’infiltre même au cœur de nos systèmes informatiques. Depuis des années, l’efficacité et la puissance d’un processeur sont résumées grâce la finesse de gravure exprimée en nanomètre (un milliardième de mètre). Ainsi, les puces fabriquées par la fonderie taïwanaise TSMC serait plus avancées que celle d’Intel, car elles seraient gravées en 5 nanomètres quand les composants Intel peineraient à descendre en dessous des 10 nanomètres.

Pour mieux comprendre la différence que cela fait, imaginez qu’un élève utilise une antisèche pour tricher lors d’un devoir. Plus l’élève écrit petit sur une surface de papier donnée, plus il peut mettre d’informations, ce qui lui permet d’être plus efficace durant l’examen. Ici, la taille d’écriture serait équivalente à la finesse de gravure d’une puce et l’élève TSMC serait avantagé, car il pourrait insérer plus d’infos sur la même antisèche que son voisin Intel.

Le nanomètre n’est plus une mesure fiable

Mais la finesse de gravure ne fait pas tout. Depuis des années, Intel s’épuise à expliquer que son processeur 10 nm est en fait équivalent au 7 nm commercialisé par TSMC. « Il est largement reconnu dans l’industrie que la nomenclature nanométrique est incohérente et confuse et qu’elle ne reflète pas les dernières innovations au niveau des transistors », déclarait d’ailleurs récemment Chelsea Hughes, porte-parole d’Intel.

Sur le sujet, difficile de donner tort à Intel puisque selon une analyse récente du Youtubeur der8auer, les processeurs 10 mm d’Intel auraient en réalité une densité de transistors équivalents aux puces 7 nm de TSMC. La densité de transistor sur une puce est une mesure importante, puisque c’est elle qui mesure la puissance délivrée par le processeur : plus il y a de transistors sur une taille de puce donnée, moins les électrons ont à faire de chemin entre chaque transistor, ce qui leur permet de changer d’états électriques plus rapidement, conduisant à une meilleure puissance de calcul.

Pour les anglophones, cette vidéo animée par le Youtubeur Linus Tech Tips résume bien la situation :

Comment les puces d’Intel rivalisent-elles avec les autres malgré leur finesse de gravure inférieure ? Hé bien, parce que la finesse de gravure n’est qu’une caractéristique parmi d’autres dans la fabrication d’un processeur. D’autres composants, au-delà des transistors, doivent aussi être intégrés au processeur, ce qui peut fausser le calcul du total potentiel de transistors sur une surface donnée. Car si la finesse de gravure a continué à se réduire depuis des dizaines d’années, la taille des autres composants n’a pas nécessairement suivi, comme c’était le cas auparavant, faussant le calcul nanométrique que l’on connait. Des évolutions dans les techniques de fabrication des processeurs (qui ont notamment commencé à gagner en épaisseur avec l’emploi de transistors FinFET) ont fini de rendre cette mesure obsolète.

Mais le marketing prévaut

L’utilisation de certains matériaux de fabrication peut également impacter les performances, indépendamment de la finesse de gravure. Pour reprendre l’analogie de l’antisèche, si un élève écrit plus gros sur un morceau de papier, mais que sa fiche contient autant d’information grâce à des abréviations, alors les chances sont de nouveau égales. Tout est une histoire d’optimisation, pas forcément de volume.

Des processeurs 5 nm chez TSMC // Source : TSMC

Une mesure plus juste de l’efficacité des processeurs serait donc de prendre en compte les performances brutes de test, ainsi que la consommation électrique de ces derniers pour avoir un indice plus parlant. Les critiques de la norme nanométrique ne viennent d’ailleurs pas que d’Intel. Un responsable de TSMC expliquait dans un article de recherche publié en 2020 que cette mesure était « quasiment obsolète aujourd’hui » et qu’il serait désormais bon de prendre en compte les progrès faits « dans la construction et l’intégration » des puces.

Malgré tous ces défauts, la mesure nanométrique continue de faire foi dans le monde des processeurs, représentant un moyen pratique et facile à comprendre de l’avancée technologique accomplie (même si cela ne rime plus à grand-chose). À tel point que Intel envisagerait de revoir la façon dont il présente ses futurs processeurs pour mieux coller au standard de l’industrie, aussi faussé soit-il.

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