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Quelle est l'efficacité énergétique des ordinateurs ?

Plus rapide que la loi de Moore

Tout le monde connaît la loi de Moore dont une des formulations affirme que la puissance des ordinateurs double tous les 18 mois. A l’heure où la consommation énergétique devient un sujet à la fois pour des raisons liées à l’environnement mais aussi pour des raisons plus prosaïques de réduction de coûts, une étude réalisée par plusieurs chercheurs d’Intel et de Microsoft, du Lawrence Berkeley National Laboratory et de l’université de Stanford (pour accéder à l’étude) révèle que la performance énergétique des ordinateurs depuis l’Eniac a suivi à peu près la même évolution.

La loi de Moore est à l’informatique ce que la loi de Newton est à la physique classique. A ceci près que ce n’est pas une loi scientifique mais une observation empirique sur l’évolution des composants, des transistors indépendants, puis des microprocesseurs. Gordon a procédé à plusieurs formulations de sa propre loi (La loi de Moore a 40 ans : Plus rapide, plus dense et moins cher).

La première version de la loi de Moore - celle formulée dans Electronics Magazine - prévoyait un doublement tous les dix-huit mois du nombre des composants (qui incluait à l’époque des transistors et des résistors) sur chaque puce, impliquant une augmentation des performances des processeurs d’un même facteur.

Les chercheurs ont exploré la relation entre la performance des ordinateurs exprimée en nombre d’opérations par seconde et de leur consommation électrique exprimée en KW/h. Ils ont préféré le benchmark SPEC plutôt que d’autres comme le FLOPS ou le CTP (Composite Theoritical Performance).

Pour réaliser cette étude, ils ont collecté des données sur la consommation des ordinateurs depuis le premier d’entre eux, c’est-à-dire l’ENIAC dont l’existence a été révélée au monde le 14 février 1946, qui était le premier ordinateur utilisant uniquement des composants électroniques et aucun composant électromécanique. Au total, des données réelles sur plus de 200 ordinateurs pendant toute cette période dont notamment le premier ordinateur personnel, l’Altair 8800, et le premier supercalculateur des temps modernes, le Cray 1.

Ils précisent que les mesures sont effectuées lorsque les ordinateurs fonctionnent à pleine charge. Car on sait qu’à charge partielle où même lorsqu’ils sont totalement inactifs, ils continuent à consommer. Les comparaisons seraient ainsi faussées.

Le résultat est surprenant : la performance des ordinateurs par KWh a doublé tous les 1,57 ans sur l’ensemble de la période analysée et s’est un peu accéléré depuis l’existence du PC (1981 avec l’IBM PC) et il s’est établi à un doublement tous les 1,49 ans.

Il est à remarquer que l’évolution était encore plus rapide pendant la période allant de 1946 à 1958 où les ordinateurs utilisaient des tubes à vide. C’est pendant la période des composants discrets (1958 à 1981) que l’amélioration a été la plus faible.(Source ITR Manager)