Des puces gravées en 2 nanomètres chez IBM


IBM vient d'officialiser la première technologie de puces au monde à atteindre une finesse de gravure de 2 nanomètres. Aujourd'hui, les processeurs les plus avancés, dont les modèles d'Apple avec les puces Apple A14 ou M1, sont gravés avec une finesse de 5 nanomètres. IBM cherche à impressionner en se comparant plutôt aux puces de 7 nanomètres : les chiffres sont donc à nuancer par rapport aux processeurs les plus récents. L'avancée reste tout de même importante : IBM promet jusqu'à 45% de puissance supplémentaire, ou jusqu'à 75% d'économies d'énergie. De quoi offrir une belle montée en puissance sur les installations où c'est la priorité, tout en permettant d'allonger drastiquement l'autonomie des appareils mobiles.


IBM 2 nm

Les processeurs conçus par IBM ont été mis au point dans son laboratoire d'Albany (New York), et la mise en production chez les fondeurs ne sera pas à l'ordre du jour avant la fin d'année 2024. En attendant, la concurrence va rapidement progresser : TSMC, qui fabrique les processeurs ARM d'Apple, a déjà annoncé la commercialisation de ses premières puces gravées à une finesse de 3 nanomètres dès 2022. Au programme, cette nouvelle architecture permettra une baisse de la consommation de 25% à 30% ou une hausse des performances de 10% à 15%.

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Vos réactions (11)

nirinalumni

7 mai 2021 à 09:10

Chaque année, un nanomètre de gagné

Sethenès

7 mai 2021 à 09:10

Evidemment, le gain de consommation est très important mais je suis quand même doublement surpris ... 2nm ... où s'arrêtera t'on ? Mais aussi par le faible gain de puissance en passant de 7 à 2nm. Aussi, j'ai voulu en avoir le cœur net et j'ai fait une comparaison avec le passé.

Les puces de 7nm sont 250% gravées moins finement que les puces de 2nm (x3,5), et le gain de puissance n'est que d'au maximum 45% (x1,45) ... Si je tire un "ratio" entre les deux gains, puissance sur taille (1,45/3,5), j'obtiens 0,41.

Même si la formulation est bancale, les chiffres eux sont exacts.

Pour se donner une idée, les 486 étaient gravés entre 600 et 1000 nm, alors que les Pentium 90 l'étaient en 350. En reprenant le même mode calcul que précédemment, cela fait un 486 gravé 185% plus grossièrement que le Pentium 90 (x2,85).

J'ai choisi pour la comparaison le 486 DX 33 (le premier "vrai" 486) et je le compare au P90 (le premier "vrai" Pentium). J'ai tenté de retrouver un bench de l'époque et je suis tombé sur un calcul en ... Fortran (source : https://3dfmaps.com/CPU/cpu.htm ). J'y ai pris les résultats avec le compilateur NDP Fortran 386 v 2.1. Les résultats (le mieux est le moins) étaient de 100,0 pour le 486 dx 33 (visiblement le CPU de référence du tableau) et de 20,86 pour le P90, soit un gain de 380% (x4,80).

Si je tire exactement le même ratio que précédemment, c'est à dire gain de puissance (4,80x) divisé par le gain de taille (2,85), j'obtiens un ratio de 1,68.

Il ne me reste plus qu'à comparer les ratios entre eux (1,68 / 0,41), l'effet du gain en taille il y a pratiquement 30 ans était 4,1x plus important qu'aujourd'hui (+306%) !

Et encore, car je rappelle la formulation ... gain de taille "jusqu'à" 45%, chiffre à comparer avec le gain de 380% d'il y a 30 ans !

Yovomaltine

7 mai 2021 à 09:37

Au rythme où ils vont, il est très probable que TSMC produira aussi du 2nm en 2024. Peut-être même avant

pehache

7 mai 2021 à 10:55

@Sethenes : tu as tout à fait raison de te poser des questions, et le truc est que la finesse de gravure est devenu un argument marketing de la même façon que les MegaPixels pour les APN. Il est connu par exemple que les CPU 10nm d'Intel ont en fait la même densité de transistors que les CPU 7nm de TSMC, et qu'en fait la densité de transistors est une donnée plus importante que la finesse de gravure. Donc le 2nm d'IBM OK, mais quelle est la densité de transistors en fait ?

Fromgardens

7 mai 2021 à 11:04

@pehache A priori 333 millions de transistors par millimètre carré, et évoque le 7nm d'Intel qui serait à 237… donc effectivement ce n'est pas du tout proportionnel à la finesse de gravure !

Fromgardens

7 mai 2021 à 11:05

*l'article évoque

tof33

7 mai 2021 à 15:52

Sethenès... IBM donne cette estimation en comparant un même processeur avec exactement la même architecture.
Le dimensionnel de gravure est donc important, mais les évolutions d'architectures successifs sur 4 ans peut rajouter un gap énorme.
Au final, les deux combinés, on aura au moins +250% en perf en 4 ans (2020-2024).

VanZoo

7 mai 2021 à 19:59

Pour 2024 ; un effet d’annonce…

bunios

7 mai 2021 à 20:52

Un tableau entre la finesse de gravure et la densité des transistors fait par Anandtech dans l'article des NUMERIQUES.

Très intéressant. En conclusion TSMC est très bon en finesse mais nettement moins bon en densité de transistors. Ce dernier point signe de performances meilleurs...

Apple se serait tromper....je ne comprends plus maintenant.


A+

pehache

7 mai 2021 à 22:34

@Bunios : non, pas trompé. En densité de transistor le 10nm d'Intel est au niveau du 7nm de TSMC, mais quand même derrière le 5nm de TSMC qui est actuellement utilisé.

Paul

7 mai 2021 à 23:07

La finesse, c'est une chose, et on comprend bien son intérêt en termes d'encombrement réduit et de plus faible consommation. La qualité, c'est est une autre. Quand ça devient très petit, il devient difficile d'être précis, les effets capacitifs, voire quantiques, se multiplient. Ceci explique qu'il est de plus en plus difficile de faire des progrès (ce qui rend ceux-ci d'autant plus admirables) et que ces progrès sont proportionnellement moins bons que les précédents pour un même facteur d'échelle.

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