Dans le secret des Labs

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Nanotechnologies
Quand la réalité dépasse la science-fiction…
Par Daniel Ichbiah - Copyright L'Informaticien, tous droits réservés

Les puces nanométriques sont déjà utilisées dans les téléphones mobiles d'aujourd'hui supportant jeux vidéos, prises de photo et lecture MP3.

Ordinateurs ultralégers et surpuissants, vêtements anti-taches, murs s’autoréparant… La nanotechnologie est passée du stade de la recherche à celui de la production d’objets de consommation courante.

« Je veux que, pour la Terre entière, microélectronique égale Grenoble – Isère. » L’annonce s’apparente à un cri de guerre. Elle est proférée par le ministre de l'Industrie François Loos, le 2 juin 2006 à Grenoble, devant un millier d’industriels et officiels de la région. L’événement qui occasionne une telle liesse est l’inauguration de Minatec.
Avec Minatec, le gouvernement français, mais aussi la région de Grenoble qui a déboursé la moitié des 103,5 millions d’euros nécessaires à son élaboration, entendent frapper fort pour rattraper au plus vite le retard pris par la France en matière de nouvelles technologies de l’ultra miniature, avec une spécialisation dans l’électronique. Les équipements de pointe de Minatec et ses quatre mille experts l’amènent à rivaliser avec les plus grands, au niveau mondial.
Il était temps que se produise un tel sursaut car d’autres contrées ont perçu, bien plus tôt que la France, l’importance d’investir dans ce domaine. Dès le milieu des années 90, le Japon avait déclaré prioritaire cette technologie pour le xxie siècle et démarré un programme de recherche à grande échelle. La Chine avait placé la nanotechnologie comme un objectif clé de son 10e plan quinquennal s’étendant de 2000 à 2005. Pourtant, ce sont les États-Unis qui ont pris le leadership en la matière en raison des immenses investissements réalisés aux niveaux gouvernemental comme privé (3,6 milliards de dollars en 2004, dont 40 % seulement venaient de sources publiques). De ce fait, 56 % des brevets en matière de nanotechnologie sont actuellement issus des recherches menées outre Atlantique, la majorité provenant d’universités et de start-ups. L’Asie arrive en seconde position, essentiellement sous la forme de brevets déposés par de grandes sociétés telles que Fujitsu, Sony ou Samsung. Autant de propriétés intellectuelles qui pourraient produire des royalties durant de nombreuses décennies. Il faut savoir au passage que le marché mondial de la nanotechnologie est estimé à 1 000 milliards d’euros d’ici à 10 ans ! Minatec apparaît donc comme la concrétisation d’une prise de conscience française qu’une part importante du futur technologique de la France se joue dans les recherches actuelles en la matière…

Nano story

Dans les usines d'Intel l'ambition est d'arriver dans la prochaine décennie sous les 22 nanomètres.

Pourquoi la nanotechnologie est-elle si importante ? Parce qu’elle représente une approche radicalement nouvelle de la production d’objets. Pour la première fois, l’ambition consiste à construire des structures et objets en modifiant la disposition des atomes.
Le 29 décembre 1959, le savant Richard Feynman énonçait les bases d’une telle science, évoquant la perspective de construire des machines en les assemblant depuis les électrons, protons et neutrons ! « Les principes de la physique, pour autant que je puisse le percevoir ne s’opposent pas à la possibilité de manœuvrer les choses atome par atome », a alors déclaré Feynman. Une décennie plus tard, Éric Drexler a bâti les fondements de la nanotechnologie en s’inspirant des thèses de Feynman. Dans son livre, Les moteurs de la création, il définit la notion d’assembleur – une sorte de mécanisme contrôlé par logiciel qui permettrait de combiner à l’envi les atomes entre eux. Il a fallu attendre le début des années 80 pour que la première percée technique intervienne avec l’invention, dans les laboratoires d’IBM à Zurich, du STM, un microscope doté d’un facteur d’agrandissement de cent millions. Le deuxième bond majeur a eu lieu en 1990 lorsqu’un autre membre d’IBM, Don Eigler, a pu utiliser le STM comme « pince à atomes » et écrire le mot IBM avec 35 atomes !

Depuis cette époque, la recherche a progressé lentement mais sûrement. De nos jours, il se passe rarement une semaine sans que l’on annonce une percée importante. 9 milliards de dollars sont actuellement investis annuellement dans le domaine et des nanomatériaux apparaissent au sein de plusieurs centaines d’articles de consommation courante (des rouge à lèvres plus fermes, des crèmes anti-âge et appareils acoustiques hermétiques à la sueur, etc.). Le Woodrow Wilson International Center for Scholars en a récemment recensé 212. Le domaine des cosmétiques arrive largement en tête (125), mais l’électronique est bien représentée (30). Si l’on étend l’analyse aux produits industriels, il est possible de dénombrer plus de cinq cents produits à base de nanomatériaux : textiles anti-taches, freins plus résistants en nanotubes de carbones (voir encadré), matériaux de construction auto-réparants, peintures ne retenant pas les saletés, micro-capteurs placés sous la peau pour le contrôle à distance du rythme cardiaque, etc.

Salle blanche de Freescale à Crolles, près de Grenoble.

Les prodiges de la nano-informatique

Quel constructeur d’ordinateurs pourrait demeurer insensible à la promesse de nouvelles puces offrant des vitesses de traitement multipliées par un facteur de plusieurs millions , et tout autant pour la capacité des disques durs ! Ou encore la capacité à loger la quasi-totalité des composants d’une carte mère d’aujourd’hui sur une simple puce… Telle est pourtant la révolution en cours. Les perspectives sont si importantes que le secteur de l’électronique et des semi-conducteurs a représenté 41 % des investissements réalisés en 2004 par des sociétés de capital risque en matière de nanotechnologie (source : Lux Research). La R & D dans ce territoire du lilliputien captive l’attention des constructeurs et l’on ne s’étonnera pas d’apprendre qu’IBM et Intel figurent parmi les deux plus grands dépositaires de brevets.

Un exemple de structure de nanoquartz.

Les grands fondeurs opèrent d’ores et déjà à l’échelle nanométrique et s’aventurent vers des échelles de plus en plus proches de l’atome. Chez Intel, c’est à partir de 2003 qu’une nouvelle ère a été franchie avec l’abord de la gravure à l’échelle de 90 nanomètres (nm). Dès lors, il devient possible d’intégrer 1,72 milliard de transistors dans un processeur, à comparer aux moins de dix mille que comportait le 8086 qui équipait l’IBM PC en 1980. En 2005, le cap des 65 nanomètres a été franchi et il a permis d’ouvrir la perspective prochaine de processeurs opérant à la vitesse de 10,5 GHz. La maîtrise de telles échelles devient essentielle à une ère où les fonctions se multiplient dans les ordinateurs portables – 96 % de ceux-ci intègrent des connexions sans fil en 2006.
De son côté, AMD en est encore à 90 nm et compte atteindre une finesse de 65 nm en 2007, et Intel ambitionne pour sa part de parvenir à 45 nm – et même 32 nm en 2009. Durant la décennie suivante, l’objectif serait de passer sous les 22 nm.

Que signifie nanotechnologie ?
Nano est le terme grec équivalent à 10 à la puissance –9, soit un milliardième. Un nanomètre correspond à un milliardième de mètre, soit l’échelle atomique : un tel espace pourrait loger 20 atomes d’hydrogène.

Non loin de Minatec, le centre de R & D de la société Freescale Semiconductor (ex-Motorola) est tout aussi concerné par une telle évolution. Miniaturiser les composants est donc devenu essentiel d’autant que, comme l’explique Andreas Wilde de Freescale : « Un téléphone mobile d’aujourd’hui doit aussi permettre de prendre des photos, offrir des jeux vidéo, faire office de lecteur MP3, tout cela pour un prix de vente d’une centaine d’euros ! » Chez Freescale, qui travaille dans le cadre d’une alliance avec Philips et SMT Electronics, après une année de succès dans la gravure à 90 nm, on s’est attaqué en octobre dernier à l’échelle des 65 nm. La société s’est par ailleurs intégrée à un projet européen (NANOCMOS) qui vise de son côté les caps des 32 et 22 nm.

Minatec parmi les 3 premiers mondiaux
Réparti sur 8 hectares, le centre Minatec peut accueillir 4 000 spécialistes du domaine : chercheurs, ingénieurs, enseignants, étudiants… Un tel ensemble n’aurait pas d’équivalent en Europe, les trois autres centres de nanotechnologie établis sur le continent, en Belgique, en Allemagne et en Suisse, n’ayant les mêmes potentiels. Seuls deux autres centres pourraient rivaliser au niveau mondial : Nanotec à Albany (État de New York) et Salete, près de Tokyo.

Au-delà d’une certaine taille, il paraît difficile de prévoir quelles seront les évolutions. La miniaturisation des puces a ses limites car des effets inattendus se produisent lorsque l’on réduit la taille des particules de silicium, notamment des transferts d’électron imprévisibles. Pour y remédier, la solution pourrait consister à loger un transistor sur une molécule ! Telle a été en tout cas la prouesse réalisée l’an dernier par l’Institut National de Nanotechnologie, au Canada, où les chercheurs ont montré qu’il était possible de modifier la charge d’un atome sur une surface de silicium, sans affecter la charge des atomes voisins. Par ailleurs, les fondeurs espèrent tirer parti d’une extraordinaire substance, les nanotubes de carbone, pour créer des transistors d’un nouveau type.
Identifié en 1991 par S. Ijima, dans les laboratoires de Nec, le nanotube de carbone représente une percée technologique majeure. Avec l’aspect d’un cylindre 100 000 fois plus fin qu’un cheveu (1 millième de millimètre), il représente une remarquable percée technologique. Ultraléger, il apparaît comme le matériau le plus résistant sur Terre, avec une élasticité hors pair. Sa résistance est cinq fois supérieure à celle des toiles d’araignée, lesquelles permettent pourtant déjà d’arrêter un projectile de 300 kg lancé à 300 km/h ! Comme il s’agit par ailleurs d’un excellent conducteur électrique, la société texane Applied Nanotech entend les utiliser pour le rétro éclairage des écrans plats LCD, ce qui pourrait faire chuter les coûts.

Les ambitions du Foresight Institute
Fondé en 1986 par Éric Drexler afin de promouvoir la nanotechnologie, le Foresight Institute s’est fixé six challenges précis.
1. Répondre aux besoins en énergie de la planète : 1,6 milliard d’individus n’ont pas accès à l’électricité. Or, la demande énergétique devrait être accrue de 50 % d’ici 2025, l’essentiel continuant d’être produit à partir de carburants issus de fossiles. La nanotechnologie va aider à satisfaire de tels besoins avec des solutions propres.
2. Fournir de l’eau propre en abondance au niveau global : l’eau fraîche immédiatement utilisable ne représente que 3 % des réserves mondiales… Pour nourrir 2 milliards d’individus supplémentaires d’ici 2030, il faut augmenter la fourniture d’eau de 60 %. La nanotechnologie va aider à la purifier.
3. Accroître la santé et la longévité de la vie humaine : la nanotechnologie ambitionne la réparation de l’ADN et des dommages cellulaires afin de prolongé santé et longévité.
4. Maximiser la productivité de l’agriculture : 98 % de la croissance en population aura lieu dans les pays les plus pauvres. La nanotechnologie voudrait y répondre par des fermes équipées de nanocapteurs et nanocides…
5. Rendre les technologies de l’information accessibles de partout : 13,9 % de la population mondiale a accès à Internet. Ambition : développer un environnement de communication globale.
6. Faciliter le développement de l’espace : la nanotechnologie devrait faciliter l’exploration et la colonisation de l’espace, où se trouvent un grand nombre des ressources et matériaux nécessaires à l’Humanité.

Dès que l’on s’aventure dans le royaume de la recherche fondamentale, les ambitions laissent rêveurs. Si les structures capables de s’autoréparer sont déjà une réalité, certains évoquent la possibilité pour une substance d’aller puiser ses matériaux dans l’air ambiant : un pont conçu en nanomatériaux pourrait puiser sélectivement des particules disséminées dans le vent. Les « nanofoods » (aliments construits depuis l’atome) ont déjà eu droit à une conférence en juin 2005 à Wageningen en Hollande et leur marché est évalué à 20 milliards de dollars d’ici à 2010.
Le rêve de tous les théoriciens de la nanotechnologie se situe à un niveau plus fondamental encore. Le fameux « nano-assembleur » évoqué par Éric Drexler pourrait être la technologie ultime. Il permettrait l’élaboration de machines invisibles capables d’élaborer des structures par elles-mêmes en partant de l’atome. Une société telle que Zyvex au Texas s’est donnée une telle mission. « Si nous réarrangeons les atomes du charbon, nous pouvons produire du diamant. Si nous réarrangeons les atomes du sable et ajoutons quelques autres micro-éléments, nous pouvons produire des puces d’ordinateur. Si nous réarrangeons les atomes de la poussière, de l’eau et de l’air, nous pouvons fabriquer des pommes de terre », peut-on lire sur le site Web de Zyvex ! À l’Université de Cornell aux États-Unis, le professeur Hod Lipson poursuit un programme qui pourrait amener l’apparition de tels systèmes capables de s’autofabriquer. On nage en pleine science-fiction et pourtant, la chose paraît possible à long terme, même s’il semble difficile d’envisager l’apparition de telles technologies avant plusieurs décennies. Il demeure que la société qui parviendrait à maîtriser le nano-assemblage pourrait devenir le Microsoft du siècle !

Risques à grande échelle

La région grenobloise est riche en expériences évoluant à l’échelle de l’atome. Le Leti (Laboratoire d’électronique de la technologie de l’information) se targue de détenir le record mondial en matière de miniaturisation des transistors individuels (10 nm). De son côté, Soitec avec ses six cents salariés fabrique des substrats avancés pour la microélectronique. Des start-ups telles que Alchimer, Intexys, Tracit ou Ulis opèrent pareillement dans les applications électroniques de la nanotechnologie. Autant dire que Minatec arrive à point nommé pour donner un coup de fouet à la recherche. Pourtant, une telle évolution ne se fait pas sans heurts.
Les percées attendues dans la nanotechnologie soulèvent des risques dépassant tout ce que l’on a pu connaître à ce jour. Le 5 mai, la Royal Society, une académie britannique regroupant des scientifiques de pointe a d’ailleurs demandé aux industriels d’expliquer officiellement comment étaient menés les tests de sécurité sur les nouveaux ordinateurs portables comme sur les vêtements anti-taches.
« Nous faisons appel à l’industrie afin qu’elle mette en place des méthodes permettant d’assurer l’innocuité de ce genre de produits vendus au grand public parce qu’il règne toujours une incertitude quant à la sécurité des gens », a déclaré le professeur Ann Dowling. Les dangers relatifs à la vie privée paraissent tout aussi grands, à tel point que, le 2 juin, un millier de personnes défilaient dans les rues de Grenoble pour réclamer la fermeture de Minatec, dénonçant la perspective d’un « flicage généralisé des individus ». Clairement, l’apparition de tels matériaux intelligents, qui redéfinissent la façon même de concevoir les objets, appelle à l’édification de nouveaux codes et de nouvelles structures de contrôle des entreprises opérant dans ce domaine.

Big Brother à la sauce « nano »
Les opposants à la nanotechnologie s’inquiètent de voir apparaître dans le futur des objets espions indétectables à l’œil nu : micropuces de type RFID émettant des ondes radios, implants sous la peau… Une simple poussière intelligente pourrait enregistrer des conversations à l’insu de ses occupants. Les plus alarmistes imaginent un gouvernement totalitaire qui implanterait dès la naissance une puce sous-cutanée conservant la mémoire des faits et gestes. Ce qui inquiète aussi, au-delà des risques sur la vie privée, c’est la multiplication d’agents invisibles dont on pourrait ignorer le fonctionnement exact. Ainsi, d’ici à 10 ans, la moitié des médicaments pourraient relever des nanotechnologies. Un fabricant pourrait-il programmer l’un d’eux afin de provoquer le rejet d’un article concurrent ? Les scénarios les plus fous deviennent possibles…

Ce que nous réserve le monde des serveurs
Par Yann Serra - Copyright L'Informaticien, tous droits réservés

Processeurs : le prochain défi est industriel

Les fondeurs peuvent encore réduire la taille des processeurs pendant quatre ans. Mais après ?…

On doit la trouvaille aux ingénieurs d’IBM : pour que les rayons ultraviolets, d’une longueur d’onde de 193 nm, puissent graver par lithographie des transistors d’une taille inférieure à 45 nm, il suffit de leur faire traverser une goutte d’eau dé-ionisée ! Réduit ainsi à une longueur d’onde de 135 nm, le rayon ultra-violet peut alors dessiner des transistors avec une précision de 32 nm. Si ASML, Canon et Nikon ont immédiatement commencé à plancher sur la fabrication des appareils adéquats, on s’inquiète en revanche d’ores et déjà de savoir comment on fera pour aller au-delà. En effet, l’industrie des semi-conducteurs changeant d’échelle tous les deux ans environ, les usines d’Intel, IBM et consorts fabriqueront en série des processeurs d’une résolution de 32 nm dans à peine quatre ans (65 nm aujourd’hui, 45 nm en 2008). Ensuite, tout semble désormais indiquer qu’il faudra changer radicalement les équipements des usines, ce qui signifie investir au moins le double des 5 milliards de dollars qui servent habituellement à les moderniser. Du point de vue de la gravure elle-même, plusieurs voies existent, mais aucune n’est encore arrêtée. On pense au canon à électrons (mais il rallonge le temps de fabrication), aux rayons X « légers », également appelés ultraviolets « extrêmes » (ils semblent être privilégiés, bien que le moindre appareil qui sache les utiliser coûte 50 millions de dollars l’unité) ou encore à l’auto-assemblage de molécules par réactions chimiques. En la matière, la société Molecular Imprints a largement validé ce procédé inédit qu’elle nomme Step-and-Flash Imprint Lithography (ou « S-FIL »). En l’occurrence, cela revient à un moulage du circuit dans le silicum que l’on durcit ensuite par exposition ultraviolette avec les appareils traditionnels. Trois licences de cette technologies ont déjà été vendues et le CEO de la société inventeur n’est autre que l’ancien CEO de d’ASML, l’un des trois acteurs majeurs de la construction d’appareils pour usines de production de semi-conducteurs. Rappelons que la réduction chronique de la finesse de gravure permet d’améliorer régulièrement les processeurs, autrefois en augmentant leur fréquence et désormais en doublant le nombre de leurs cœurs.

Voici le prototype du modem Ethernet-Optique qu’Intel a mis au point pour démocratiser l’usage de la fibre optique.

Vers des réseaux domestiques à 10 Gbits/s !

Dans les prochaines années, le prix des réseaux en fibre optique risque bien de chuter au point de pouvoir s’installer chez le particulier. On doit cette prouesse à Intel qui dispose désormais dans ses laboratoires d’un modem Ethernet-Optique tenant sur une puce de silicium on ne peut plus traditionnelle et particulièrement peu chère à fabriquer au regard des lourds équipements jusqu’ici utilisés. Cette puce transforme un signal électronique en deux signaux lumineux qui voyagent indépendamment le long du câble. S’ils sont en phase, leur somme vaut 1. S’ils ne le sont pas, elle vaut 0. À l’autre bout du câble, une même puce combine les deux signaux et les transforme à nouveau en une impulsion électrique. La vitesse de cette puce est telle que ce réseau peut véhiculer (pour l’instant) 10 Gbits/s (soit 1 Go/s de données utiles). Néanmoins, les ingénieurs d’Intel visent des débits dix fois plus importants pour accélérer à moindre coût les infrastructures de connexion à Internet.

Niagara II et Rock, les prochains SPARC de Sun

Le processeur Rock se composera de quatre grappes de quatre cœurs chacune.

Alors que son processeur maison, l’UltraSPARC, se laissait distancer allègrement ces derniers temps par les performances de la concurrence, Sun a créé l’événement en décembre dernier avec l’UtraSPARC T1, plus connu sous le nom de code de « Niagara ». Avec 1,2 GHz, l’UltraSPARC T1 n’exécute certes pas plus rapidement les processus que n’importe quel Xeon, Itanium ou Power, mais il en exécute beaucoup plus ! Paré de huit cœurs, chacun capable de traiter quatre threads simultanément, l’UltraSPARC T1 parvient à faire tourner trente-deux processus en même temps et se présente, selon Sun, comme la solution idéale pour bâtir les serveurs Web les plus réactifs. Air France et eBay, entre autres, l’ont déjà adopté. Fort de ce succès, Sun planche déjà sur la suite. Celle-ci s’incarnera tout d’abord en un Niagara II. Prévu pour 2007, ce processeur verra sa finesse de gravure passer de 90 à 65 nm, pour intégrer cette fois-ci seize cœurs et exécuter soixante-quatre processus en même temps. Tout comme son prédécesseur, il disposera d’un cache L2 unifié et d’un contrôleur mémoire pour deux cœurs (soit huit en tout). Par ailleurs, il supportera de fonctionner en environnement multiprocesseur (ce qui fait défaut à l’actuel Niagara). Sun prévoit ainsi de sortir en 2007 un serveur « blade » doté de deux Niagara II et capable d’exécuter cent vingt-huit processus simultanément. Il faudra ensuite attendre 2009 pour voir débarquer le Niagara III, lequel doublera encore le nombre de cœurs embarqués (trente-deux, donc, pour un total de cent vingt-huit threads) grâce à une finesse de gravure de 45 nm. À titre de comparaison, Intel et AMD devraient disposer à ce moment-là de puces à huit cœurs mono-threads – huit processus en même temps. D’ici là, Sun entend également rattraper son retard sur la rapidité d’exécution, grâce à « Rock ». Prévu pour 2008, cet énième UltraSPARC disposera également de plusieurs cœurs gravés en 65 nm, mais pas en parallèle ! Ses seize cœurs (individuellement capables d’exécuter deux threads simultanément, soit trente-deux en tout) devraient en effet être disposés en quatre grappes de quatre cœurs, chaque grappe ne disposant que d’un seul cache L1 de 64 ko à partager entre tous ses cœurs. Au centre du circuit se trouvera un bus « crossbar » qui reliera dynamiquement les quatre grappes à quatre caches L2 de 512 ko chacun. Cette architecture exotique devrait permettre à Rock de supporter des fréquences record.

Demain, un Linux « Java-isé » ?

Le prochain environnement de travail des Unix sera-t-il motorisé par Gnome (GTK) ou KDE (QT) ? Selon Richard Green, le vice-président du logiciel chez Sun, il se pourrait bien qu’il soit motorisé par Java ! Sun vient en effet d’accepter officiellement la mise en Open Source de sa plate-forme logicielle. Si on ne sait pas encore quand elle prendra effet, on sait en revanche que le constructeur incitera désormais les éditeurs de distributions Linux à fournir leur OS avec un Java complet, sans avoir à payer quelque licence que ce soit, ni à obliger l’utilisateur à s’enregistrer quelque part. Le but est que Java s’impose comme l’interface logicielle entre l’utilisateur et Linux (puis tous les autres Unix, Linux faisant désormais office de leader d’opinion en ce qui concerne les environnements de travail). Reste à savoir s’il s’agit ou non d’un doux rêve.

eCLipz, IBM planche sur le microprocesseur universel

Ci-dessus: le module processeur des mainframes zSeries intégrera bientôt aussi des cœurs PowerPC.
Ci-dessous : la version autonome du Power6, avec ses deux cœurs cadencés entre 4 et 6 GHz, ainsi que ses caches séparés de 6 Mo chacun.

En 2007 sortira le Power6, la nouvelle incarnation du PowerPC qui succédera au Power5 dans les mini iSeries et les serveurs pSeries d’IBM… et – surprise – qui équipera également les mainframes zSeries ! Dans un soucis d’économie d’échelle, IBM souhaite en effet recentrer toutes ses architectures de processeur sur un design unique. Problème, si les PowerPC sont bien des microprocesseurs autonomes, il n’en va pas de même des six puces zArch que l’on trouve aujourd’hui sur le module processeur d’un zSeries, lequel totalise douze composants (outre les zArch, on trouve deux chipsets I/O, quatre caches L2, deux contrôleurs mémoire, un contrôleur de disque et un contrôleur de timing). En ce moment, IBM revoit donc intégralement l’architecture du PowerPC pour en faire un processeur encore plus versatile. Ce programme, nommé eCLipz (pour « ehanced Core Logic for iSeries, pSeries and zSeries »), consiste à construire tous les prochains PowerPC à partir d’un circuit plus simple, lequel sacrifiera entre autres les capacités de traitement désordonné des instructions. Mais pour la bonne cause : le Power6, premier PowerPC de la génération eCLipz, commencera sa carrière à 4,4 GHz et devrait atteindre jusqu’à 6 GHz à la fin 2008 (sa finesse de gravure sera de 65 nm). Un record puisque les x86 d’Intel (Xeon, Pentium) devraient à peine dépasser les 3 GHz durant la même période et que le concurrent direct sur le marché des gros serveurs, l’Intel Itanium, ne devrait même pas les atteindre ! En pratique, le Power6 se composera de deux cœurs 64 bits capables d’exécuter chacun deux processus (soit quatre au total). Chaque cœur disposera de l’unité vectorielle VMX typique des PowerPC, précédemment conçus pour les applications multimédias. Ceci témoigne de l’amplitude des marchés auxquels s’adressera ce processeur. On se souvient en effet qu’après avoir multiplié pendant des années les ramifications du PowerPC (les « Power » pour les pSeries, les « RS64 » pour les iSeries, les « PowerPC » pour les appareils personnels), IBM a réussi à décliner un design unique, celui du Power5, sur une variété particulièrement hétéroclite de machines, allant de la console de salon au supercalculateur le plus puissant du monde, en passant par le serveur d’applications et le NAS. Outre un cache L1 de 64 ko, chaque cœur du Power6 disposera de son propre cache L2 de 6 Mo (soit 12 Mo au total). On pourrait s’étonner de la séparation des deux caches, dont on sait qu’elle pénalise la communication entre les deux cœurs (AMD fait de même et, pour l’heure, seul Intel a conçu ses prochains Pentium « Core Architecture » avec un cache unifié). Le problème est cependant relatif, au sens où le Power6 intégrera un contrôleur de mémoire cache L3, ce qui signifie que les échanges entre les cœurs se feront effectivement au sein d’une mémoire externe, mais à haute vitesse. Enfin, le Power6 se verra également équipé du dispositif ViVA-2, lequel permet de faire fonctionner plusieurs Power6 en parallèle comme un seul gros processeur vectoriel.

Mac OS X Server 10.5 sortira avant Windows Vista

Des serveurs Xserve à base de Xeon Woodcrest devraient accompagner la sortie de Mac OS X Server 10.5, au début 2007.

Révélée cet été par Apple lors de sa conférence développeur semestrielle, la prochaine version 10.5 de Mac OS X, dite « Leopard », devrait arriver dans les bacs pour la fin de l’année, voire en janvier 2007. Quelques semaines avant un certain Windows Vista qui n’en finit plus d’être en retard… Paradoxalement, si tout a déjà été dit sur le futur système de Microsoft, le plus grand secret entoure la prochaine mouture de Mac OS X. Parmi les quelques informations qu’Apple a bien voulu laisser filtrer, on note un système dit de « résolution indépendante » qui permettra de zoomer à l’envi sur toutes les pages Web. Également attendu, puisque déjà distribué en version bêta, l’outil Boot Camp permettra de faire cohabiter Windows et Mac OS X (client ou serveur) sur la même machine. Même si cette fonction n’apparaît pas tout de suite, il est entendu que les applications Windows devraient pouvoir se lancer depuis Mac OS X en passant par une machine virtuelle (à l’instar de Mac OS « Classic » sur Mac OS X PowerPC). Sont également annoncés le support du système de fichiers ZFS de Sun (virtuel et auto-réparable) et la navigation de fichiers par méta-données à la façon d’iTunes. La sortie de la version Server de ce système s’accompagnera en toute logique, au début 2007, de matériel Xserve basé sur les nouveaux Xeon « Woodcrest » d’Intel à double cœur, voire, fin 2007, sur les Xeon « Clovertown » équipés de quatre cœurs.

Olympus et Jupiter, Fujitsu toujours sur les rangs du SPARC

Tout comme Sun, Fujitsu développe ses propres processeurs à partir du modèle SPARC pour construire des serveurs. Longtemps attendu, son SPARC VI – alias « Olympus » – verra enfin le jour à la fin de cette année, avec deux cœurs dual-thread (soit quatre processus traités simultanément) à 2,4 GHz. Ce modèle sera rapidement remplacé en 2007 par le SPARC VI+, dit « Jupiter », tournant à 2,7 GHz et équipé de quatre cœurs dual-thread (soit huit processus traités simultanément). Le support de fréquences plus élevées que celles de l’UltraSPARC IV+ (qui culmine à 1,8 GHz) devrait inciter Sun à adopter les SPARC VI et VI+ de Fujitsu dans ses propres machines de milieu et de haut de gammes à partir de 2007, en attendant l’arrivée de Rock.

GCC 4.2 supportera OpenMP
GCC, le compilateur vedette des logiciels libres, ne souffre que d’un problème : il ne supporte pas OpenMP, l’API industrielle pour paralléliser les processus d’un programme. Ce manque est d’autant plus handicapant que la déferlante récente des processeurs à double cœur incite les professionnels à recompiler leurs outils pour tirer parti des exécutions simultanées. Et il est hors de question de se satisfaire des pThreads (technique alternative de GCC) sous peine de perdre la portabilité de son code. Eh bien, que l’on se rassure, l’équipe de GCC planche sur le problème et promet l’intégration d’OpenMP dès la version 4.2 de son produit, prévue d’ici à 2007.

Le Wi-Fi 802.11n pas avant l’été 2007

Le premier vote sur les caractéristiques du Wi-Fi 802.11n vient tout juste d’avoir lieu au sein du groupe de travail que le consortium de standardisation IEEE a délégué sur le sujet. Au programme, on nous promet un débit de 540 Mbits/s (contre 54 Mbits/s pour l’actuel 802.11g) avec une rétro-compatibilité des normes Wi-Fi existantes. Si tout se passe bien, la norme devrait être validée à l’été 2007, au moment où Intel aura mis au point les contrôleurs adéquats pour les cartes mères PC et les routeurs sans fil. Au passage, ces puces devraient également intégrer le contrôle des signaux UWB (successeur du BlueTooth), G3 (téléphonie haut débit) et Wi-Max (pour les accès Internet sans fil). En attendant, certains constructeurs de routeurs sans-fil présentent d’ores et déjà des produits estampillés « pré-802.11n », mais ils exploitent une technologie propriétaire (souvent de 2 x 300 Mbits) et rien ne garantit leur compatibilité avec le standard 802.11n final.

Les semi-conducteurs transparents vont se démocratiser

Broadcom fabrique d’ores et déjà des contrôleurs 802.11n, mais ceux-ci ne sont pas encore standardisés.

Les scientifiques étaient déjà parvenus à fabriquer des transistors transparents pour, par exemple, afficher des images sur une fenêtre. Mais les chercheurs de l’université de l’Oregon aux États-Unis sont allés plus loin en remplaçant les actuels matériaux organiques – chers à produire – par un alliage oxydé de gallium et d’indium inorganique bien plus économique, car ne nécessitant pas de températures extrêmement basses pour être fabriqué. Cette invention, qui promet de démocratiser le principe, bénéficiera bientôt – et en premier lieu – au monde de l’automobile. Elle permettra ainsi d’intégrer un écran dans le pare-brise du véhicule pour, typiquement, afficher les informations graphiques d’un GPS en surexposition de la véritable route. On imagine également incorporer des batteries solaires dans la peinture de la carrosserie, voire utiliser cette carrosserie comme un écran, c’est-à-dire changer la couleur d’une voiture d’un clic de comodo.

Vers l’immersion virtuelle haute résolution

Les Reality centers n’étaient qu’une première étape.

Qu’on se le dise : le marché de l’immersion virtuelle va exploser. Pour mémoire, il s’agit d’afficher des pixels sur toute la surface murale d’une pièce, plafond et plancher compris, pour voir une maquette de synthèse de l’intérieur. Pour l’heure testé dans les centres de recherches génétique et militaire, ce procédé devrait rapidement s’imposer chez les industriels qui utilisent déjà des reality center (la même chose, mais sur un seul mur), à savoir les constructeurs automobiles, les avionneurs et même les architectes immobiliers. Le dernier progrès en date est la « Room C6 » de l’université de l’Iowa (États-Unis), laquelle affiche 100 millions de pixels sur la surface interne d’un cube de trois mètres de côté. Projetée de l’extérieur par vingt-quatre appareils Sony, l’image est calculée en temps réel par un serveur HP contenant 96 puces graphiques. L’ordinateur utilise par ailleurs un détecteur ultrasonique pour faire tourner l’univers virtuel au fur et à mesure que l’utilisateur tourne la tête et emploie un système audio 3D pour une restitution sonore des plus réalistes.

Dissipation thermique : une pâte adhésive trois fois plus conductrice

Un tapis de nanotubes pour refroidir trois fois mieux un processeur.

Des chercheurs de l’université de Purdue (États-Unis) ont mis au point une pâte adhésive, à base de nanotubes de carbone, capable de transférer trois fois plus vite la chaleur émise par un processeur vers le radiateur collé dessus. Dans la pratique, il s’agira de refroidir plus efficacement les CPU des machines, soit pour des raisons de stabilité accrues (serveurs lames), soit pour augmenter leur fréquence en toute sécurité. Le génie de cette invention tient dans le fait que les nanotubes offrent très peu de résistance au transport de la température, qu’ils sont ici assemblés comme un tapis qui agit comme du velcro sur les surfaces entre lesquelles on le pose. Les nanotubes qui composent ce tapis ont un diamètre qui varie entre 1 et 100 nm.

À la recherche du plus petit grain de mémoire.

Epson travaille sur une technologie d’écran OLED (Organic Light-Emitting Diode) de 40” de diagonale. Cet écran OLED a été fabriqué à partir de quatre écrans LCD de 20” polysilicium basse température, assemblés en utilisant une technologie d’impression à jet d’encre propre à Epson. Pour parvenir au résultat escompté, les ingénieurs de la firme japonaise ont utilisé la technologie à jet d’encre pour déposer des couches de polymères organiques sur des substrats TFT, opération finalement relativement simple dans son principe. La firme nippone envisage la commercialisation de ses produits OLED à base de polymères dès 2007, avec, entre autres, une télévision de 40” dans sa future gamme.
De son côté, Panasonic a développé un mur TV Interactif avec un écran tactile possédant la superficie de deux télévisions de 110”. Sur ce mur vous pouvez non seulement regarder la télévision, mais aussi surfer sur Internet ou lire vos e-mails, écouter de la musique, voire même regarder sur un grand écran qui sonne à la porte… Mais aussi jouer avec ce dernier : eh oui, l’écran étant tactile, il est donc tout à fait possible pour vous de jouer au squash ou même du piano sur cet écran.
Une filiale de Samsung spécialisée dans l’affichage, Samsung SDI, développe un écran de 30” de diagonale qui utilise des nanotubes de carbone. Cet écran, qui emploie la technologie FED (Field Emission Display), a la propriété d’être lui-même émetteur de lumière et d’offrir par conséquent un angle de vision et un contraste bien supérieurs à ceux d’un écran à cristaux liquides. En réalité, la technologie FED est en cours de développement depuis plusieurs années déjà, mais elle était basée jusque-là sur un réseau d’émetteurs d’électrons, très difficiles à fabriquer et à faire fonctionner. La possibilité d’utiliser des nanotubes de carbone comme source d’électrons a donc permis de relancer le développement de la technologie FED.

5 To sur un timbre

Des chercheurs de l’université de Caroline du Nord sont parvenus à enregistrer un 0 ou un 1 sur une bille de 5 nanomètres de diamètre, composée de quelques centaines d’atomes de nickel. Selon eux, leur invention permettrait de stocker plus de 5 To de données sur une surface équivalente à celle d’un timbre poste. On ne sait en revanche pas combien d’années il faudra attendre pour qu’ils parviennent à développer le lecteur qui va avec.

Stockage de données en 3D

La société Optoware a réalisé la démonstration de sa technologie HVD (Holographic Versatile Disc) qui concentre 1 tera-octet de données sur un disque de 12 centimètres de diamètre pour une vitesse de transfert atteignant jusqu’à 1 giga-octet par seconde. Optoware envisage de commercialiser les premiers produits HVD 1 To à partir de 2007. De telles capacités deviennent possibles grâce à une stratégie de stockage en trois dimensions, c’est-à-dire qui utilise l’épaisseur du disque en plus de la surface pour mémoriser les données. La capacité totale passe de 9 giga-octets aujourd’hui pour les DVD double couche à 1 tera-octet.

La lumière fait bonne impression

Une des tendances actuelles pour les systèmes d’impression professionnels est au passage à la technologie DOD, avec des têtes plus larges (prototype avec des têtes de la largeur d’une page A4) nécessitant de moins en moins de maintenance et surtout compatibles avec différents types d’encres. Des têtes utilisant des encres à solvant et pigmentées sont déjà disponibles, il reste à les rendre compatibles avec des encres à l’eau et UV. La recherche porte également sur l’étude des phénomènes de « banding ».
Le principe est assez simple. Si un écran émet de la lumière, et consomme donc de l'électricité (sur batteries ou non), un papier électronique réfléchit la lumière ambiante et ne consomme de l’énergie que si on change ce qu’on y affiche. L’encre électronique est formée de microbilles contenant des pigments noirs ou blancs, flottant dans un liquide, contenu dans une feuille en plastique. Ces particules chargées en électricité peuvent être orientées soit vers la surface du « papier » (elles noircissent alors le « papier ») soit vers le centre de la feuille. C’est ainsi qu’on peut écrire n’importe quel caractère ou image. On pourrait ainsi disposer d’un véritable livre « blanc » (« vierge »), sur lequel on pourrait lire n’importe quel livre, pour peu qu’il soit en mémoire. On pourrait aussi imaginer lire son quotidien préféré, automatiquement mis à jour sans avoir besoin de passer par son kiosque. L’encre électronique, constitue la synthèse ultime entre le papier, le livre ou le journal traditionnel et l’écran d’ordinateur.

La cryptographie quantique en démonstration en Grande-Bretagne

La cryptographie quantique est entrée dans une phase active. Réalisées au moyen de technologies développées par la firme britannique QinetiQ, Toshiba Cambridge et la firme américaine MagiQ, les premières démonstrations se sont appuyées sur de la cryptographie quantique via des fibres optiques et par voies hertziennes. La cryptographie quantique s’appuie sur la transmission de données sous forme de photons. Les photons sont polarisés, ou orientés, dans différentes directions. Bien que MagiQ Technologies présente ses produits comme relativement « abordables », le système phare de MagiQ, le MagiQ QPN, est tout de même vendu quelque 70 000 dollars. Toutefois, on peut légitimement se demander si le surcoût d’une solution cryptographique quantique se justifie pleinement.

Bientôt une seule identité pour toutes les communications en ligne
Aujourd’hui, il existe quantité de moyens d’être contacté sur Internet : e-mail, messagerie instantanée, voix sur IP… Problème, à chaque protocole correspond une adresse différente ! Eh bien, la situation pourrait bien se simplifier dans les prochaines années grâce aux protocoles ENUM et NAPTR, que met actuellement en chantier l’Internet Engineering Task Force (IETF), l’organisme officiel chargé de développer les standards d’Internet. ENUM se propose d’identifier chaque particulier grâce à une adresse qui correspond à son numéro de téléphone unique, mis à l’envers, avec tous les chiffres séparés par un point, et terminé par « e164.arpa » (« e164 » correspondant au standard de la numérotation téléphonique traditionnelle et « arpa » au nom original d’Internet, « Arpanet »). Par conséquent, si votre numéro de téléphone est +33.6.61.23.45.67, alors il sera codé en tant que « 7.6.5.4.3.2.1.6.6.3.3.e164.arpa ». Ensuite, on suppose que chaque utilisateur disposera d’une sorte de « navigateur de communication » (peut-être une évolution du navigateur Web) qui reconnaîtra les protocoles de communication à la manière de « sip:// », « sms:// », « msn:// », etc. Pour vous appeler avec le protocole SIP de voix sur IP, il faudra que votre correspondant saisisse l’adresse « sip://7.6.5.4.3.2.1.6.6.3.3.e164.arpa » et pour dialoguer par MSN, ce sera « msn://7.6.5.4.3.2.1.6.6.3.3.e164.arpa ». Mais ce n’est pas tout. Ces adresses étant aussi compliquées à retenir qu’une adresse IP, on songe à les encoder sous une forme plus littéraire et à faire la correspondance grâce à des DNS qui reconnaîtraient les enregistrements NAPTR. L’adresse deviendrait ainsi « 765432.operateur.fr », voire « 765.societe.operateur.fr », voire encore « monnom.societe.operateur.fr ». A partir de là, il deviendra trivial de créer un annuaire mondial compatible avec tous les protocoles de communication, voire un moteur de recherche dédié aux coordonnées personnelles. Il existe même un projet de recherche d’adresses personnelles par Peer-2-peer (les participants partagent leur carnet d’adresses) qui se nomme DUNDi et que l’on trouve pour l’heure dans Asterisk (un commutateur téléphonique logiciel et Open Source qui offre des fonctions de standard, de répondeur, de file d’attente, etc.). Évidemment, encore faut-il que chacun possède un numéro de téléphone unique. Si vous n’en possédez pas, il est d’ores et déjà possible de s’en faire attribuer un gratuitement en s’inscrivant sur le site http://www.e164.org. Ce numéro ne servira que de référence et ne correspondra à aucune ligne existante. Le protocole ENUM étant toujours en cours d’élaboration, on ne sait pas encore quand son usage deviendra courant.