Évolution historique des puces de traitement dans les ordinateurs

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Évolution historique des puces de traitement dans les ordinateurs

Les puces de traitement informatique sont la cheville ouvrière de tout système informatique ou dispositif numérique. Bien qu’il existe de nombreux exemples de machines à additionner mécaniques et même d’ordinateurs analogiques, les premiers appareils électroniques utilisaient des processeurs rudimentaires construits à l’aide de tubes à vide.

Au fil du temps, la puissance des processeurs n’a cessé de croître, alors même que leur prix diminuait, en raison d’un principe connu sous le nom de « loi de Moore ». Il s’agit d’une observation générale qui s’applique à toutes les technologies dans une certaine mesure ; cliquez ici pour en savoir plus sur la loi de Moore.

Cette augmentation de la puissance donne une image très claire de l’évolution des puces de traitement ; des premières imaginations grossières aux processeurs hyperpuissants d’aujourd’hui, tout repose sur les progrès de la technologie.

Dispositifs analogiques et premiers ordinateurs

source : gineersnow.com

On trouve des dispositifs mécaniques astucieux qui utilisent des interrupteurs et des engrenages pour automatiser les calculs dès la Renaissance, ou même dès la Grèce antique.

Alors que Charles Babbage a conçu une machine connue sous le nom de moteur analytique au cours de l’ère victorienne, le premier véritable ordinateur a été conçu en 1880 pour aider à tabuler les résultats du recensement américain.

On peut dire que tous ces appareils fonctionnent comme un processeur autonome, mais même les plus puissants d’entre eux seront bientôt éclipsés par une nouvelle génération de machines alimentées par l’électricité.

ENIAC

source : penntoday.upenn.edu

L’Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) a été construit en 1945 et était plus de mille fois plus puissant que les ordinateurs précédents. Alors que la machine elle-même était énorme, elle utilisait un certain nombre de caractéristiques telles que la capacité à être programmée pour différentes tâches qui étaient vraiment révolutionnaires pour son époque.

L’ENIAC était une conception révolutionnaire, bien que sa puissance de traitement et ses capacités aient été rapidement éclipsées par des machines de modèle plus récent et qu’il ait cessé d’être en service continu dix ans seulement après sa première activation.

Le tube à vide

source : ourtime.org

La toute première génération d’ordinateurs électroniques a été construite à l’aide d’un composant connu sous le nom de tube à vide. Simple tube de verre abritant deux électrodes sous vide, ces tubes permettaient de contrôler le flux d’électricité et allaient devenir les éléments constitutifs des premiers ordinateurs électroniques.

Bien que ces tubes aient permis de créer des ordinateurs plus puissants que n’importe quelle machine construite à l’aide d’engrenages ou de commutateurs mécaniques, ils étaient notoirement fragiles et nécessitaient des remplacements fréquents lorsqu’ils brûlaient ou commençaient à tomber en panne.

Les tubes à vide étaient également encombrants et produisaient une grande quantité de chaleur perdue. Ce sont ces composants qui étaient responsables de la taille énorme des premiers ordinateurs, dont beaucoup étaient assez grands pour remplir facilement une grande pièce.

Ordinateurs de deuxième génération

source : classiccmp.org

Les tubes à vide ont finalement été remplacés par un composant connu sous le nom de transistor. Bien qu’il ait la même fonction qu’un tube à vide, le transistor n’est qu’une fraction de sa taille et est beaucoup plus fiable.

Les processeurs alimentés par des transistors ont donné naissance à ce que l’on appelle la deuxième génération d’ordinateurs et, bien que ces appareils aient été construits sans puce, ils possédaient une puissance de calcul bien supérieure à celle de leurs homologues précédents.

Les transistors ont également été utilisés dans une variété d’appareils électroniques industriels et grand public, bien qu’ils aient finalement été surclassés avec l’avènement des circuits intégrés – une technologie qui a permis la création des premières puces de traitement.

Premières puces de traitement

source : thoughtco.com

Contrairement aux circuits conventionnels qui étaient construits à l’aide d’une variété de composants différents, tous connectés à une carte, les circuits intégrés étaient conçus comme une seule puce.

Les années 1970 ont vu l’apparition d’un certain nombre de premières puces de traitement, telles que l’Intel 4004 et le 8008, qui allaient être largement utilisées dans toute l’industrie. Une puce de traitement pouvait être plus petite qu’un simple tube à vide tout en offrant un niveau de performance bien supérieur à celui des machines alimentées par des transistors.

Les puces de processeur comme l’Intel 8088 et le Motorola 68000 deviendront célèbres dans toute l’industrie et seront utilisées pour alimenter les premiers ordinateurs domestiques comme les ordinateurs personnels Apple et IBM.

La révolution des micro-ordinateurs

source : twitter.com

Les nouvelles techniques de fabrication permettant de fabriquer des processeurs de plus en plus petits, la taille des ordinateurs a commencé à diminuer. La loi de Moore stipule que le nombre de transistors individuels contenus dans une puce de processeur doublera tous les deux ans environ.

Ce rythme rapide d’avancement technologique a permis l’avènement de l’ordinateur personnel, une machine assez petite pour être posée sur un bureau et qui était plusieurs ordres de grandeur plus puissante que les ordinateurs de la taille d’une pièce utilisés quelques décennies auparavant.

L’ère numérique

source : futurelearn.com

Chaque année produit des puces de processeur plus petites, moins chères et plus puissantes. La taille des ordinateurs personnels n’a cessé de diminuer, passant des systèmes de bureau classiques aux ordinateurs portables, aux smartphones et autres appareils mobiles qui peuvent facilement tenir dans une poche.

Les puces de traitement et autres composants que l’on trouve dans les appareils intelligents ou les ordinateurs personnels haut de gamme d’aujourd’hui ne diffèrent de leurs prédécesseurs qu’en termes de taille et de complexité interne. La baisse rapide du coût de la puissance de traitement a conduit à l’ère numérique, où d’innombrables appareils et gadgets utilisent des puces de traitement afin d’alimenter une gamme vertigineuse de fonctions numériques.

Les processeurs d’aujourd’hui

source : dominomagazin.com

Les microprocesseurs de qualité commerciale utilisés aujourd’hui sont incroyablement puissants et utilisent des fonctions avancées comme les cœurs multiples et le refroidissement liquide, ce qui leur permet de surclasser facilement les anciens modèles de puces.

La miniaturisation des anciens modèles de processeurs a permis de réduire leur taille, produisant des puces qui ne fournissent que des performances limitées mais qui peuvent tenir sur la tête d’une épingle. Alors que l’on trouve des processeurs plus grands et plus puissants dans les superordinateurs de la génération actuelle, des processeurs moins chers ont été largement utilisés pour alimenter les appareils numériques jetables qui sont devenus un élément courant de la vie quotidienne.

Alors que la technologie continue de progresser à un rythme rapide, il y a des limites à la façon dont les petites transitions peuvent être faites, une limitation qui a conduit à la spéculation que nous pourrions voir la fin de la loi de Moore.

L’avenir des puces de traitement

source : fool.com

Alors que les ordinateurs et les appareils numériques grand public les plus récents utilisent généralement des cœurs supplémentaires ou des processeurs secondaires afin d’offrir des performances supérieures à celles de leurs prédécesseurs, certaines nouvelles technologies se profilent à l’horizon et promettent de changer véritablement la donne.

L’informatique quantique peut permettre aux processeurs d’effectuer plusieurs calculs dans le même laps de temps et avec la même quantité d’énergie que celle nécessaire pour effectuer un seul calcul avec une architecture conventionnelle. Les jours à venir verront sans doute apparaître des puces de traitement de nouvelle génération, plus rapides, plus puissantes et plus sophistiquées que tout ce qui existe actuellement sur le marché.