INFORMATIQUE : L'ERE DES GRANDES PUISSANCES...

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INFORMATIQUE : L'ERE DES GRANDES PUISSANCES...



En 1971, Intel inventait presque par hasard le microprocesseur en créant un composant programmable pour un fabricant japonais de calculatrices. Vingt-cinq ans plus tard, la firme, fondée en 1968, pèse plus de 16 milliards de dollars et fournit les unités centrales de près de 80 % des dizaines de millions de PC vendus chaque année.

On a vite fait d'identifier PC et microprocesseur. La révolution introduite par ce dernier s'étend pourtant bien au-delà de la seule micro-informatique. D'abord, parce que ce composant a bouleversé de fond en comble la logique de l'industrie informatique tout entière. Le processus n'est pas terminé. Les investissement colossaux à consentir pour chaque nouvelle génération de puces réduisent de jour en jour le nombre d'entreprises capables d'en fabriquer. Il ne restera bientôt pas plus de trois ou quatre " grandes puissances " industrielles pour le faire. Ensuite, parce que microprocesseur n'est pas synonyme d'ordinateur. En valeur, le marché des puces pour des applications non informatiques est équivalent à celui de l'informatique. En volume, il est nettement plus élevé. Les microprocesseurs sont aujourd'hui partout. Du téléphone aux voitures, plus rien ne fonctionnerait désormais sans ce composant miracle. Et là, contrairement à l'informatique, les constructeurs foisonnent. Attention à ne pas se tromper de révolution ! La caractéristique la plus frappante du microprocesseur est sa capacité absolument stupéfiante à intégrer sans fin de plus en plus de composants sur la même surface, donc à voir ses performances s'améliorer " à la vitesse grand V ". La révolution du microprocesseur n'est pourtant pas là. Cet accroissement en densité n'est que la conséquence d'une autre avancée majeure, la technologie des semi-conducteurs. N'importe quel circuit intégré connaît exactement les mêmes fulgurants progrès. Autrement dit, les unités centrales des ordinateurs, qui avaient commencé dès 1968 à utiliser des circuits intégrés, auraient connu la même montée en puissance sans l'invention du microprocesseur. Est-elle donc si révolutionnaire, cette fameuse puce ? Oui, bien sûr ! Sa première grande innovation est d'avoir substitué une logique " programmée " à une logique " câblée ". Comprendre : les unités centrales des ordinateurs étaient bâties pour réaliser une fonction. Le microprocesseur, lui, est capable de réaliser n'importe quelle fonction selon le programme qui lui est affecté. C'est un outil universel. La seconde innovation a consisté à intégrer sur un seul composant l'ensemble de l'unité centrale d'un ordinateur. Forts de ces deux innovations, et en surfant sur la vague de la technologie des circuits intégrés, les industriels du semi-conducteur, Intel en tête, ont pu accomplir ce qui constitue la véritable révolution du microprocesseur : le passage à l'ère industrielle. L'exact équivalent pour l'informatique de ce qui s'est produit pour l'écrit avec l'invention de l'imprimerie. Avec le microprocesseur, du jour au lendemain, une denrée rare et chère - l'unité centrale d'un ordinateur - s'est transformée en un composant banal et bon marché. Un composant non plus maîtrisé par une poignée de constructeurs en informatique, mais mis à disposition de tous par une nouvelle génération d'industriels, mi-électroniciens mi-informaticiens, les fabricants de semi-conducteurs. La magie de la technologie des semi-conducteurs a fait le reste. En quelques années, le microprocesseur, aux performances d'abord ridicules, a atteint une puissance qui force le respect. Toute l'industrie informatique en a été bouleversée. D'abord, le microprocesseur a créé l'industrie de la micro-informatique. On connaît son importance. Mais cette industrie montre surtout à quel point la puce a changé les règles du jeu. A l'ère " ante-microprocesseur ", le constructeur en informatique dominant est celui qui maîtrise la technologie. Dans l'univers micro, la maîtrise technologique est superflue. Compaq est devenu le numéro 1 mondial des PC et serveurs (et numéro 6 mondial de l'informatique) en ne faisant pratiquement pas de recherche-développement - comme la plupart de ses homologues du monde PC. Pourquoi dépenser ? Intel effectue pour tous le travail sur les unités centrales et amortit ses investissements sur des millions d'unités. Voilà bien une révolution ! Ensuite, au-delà du PC, la logique du microprocesseur - la production de masse - a eu raison de presque toute l'informatique. Comment songer encore à bâtir un processeur spécialisé pour une machine ? Il sera beaucoup plus performant, mais tellement plus cher qu'un composant standard produit à des millions d'exemplaires ! Du coup, toutes les catégories de machines sont désormais construites autour de microprocesseurs. Quitte à jouer les architectures multimicroprocesseurs pour atteindre les hautes puissances. Reste un dernier bastion, pour les processeurs spécialisés : les mainframes. Ils sont les seuls où le surcoût d'une puce spécifique est encore supportable. Pour combien de temps ? Cette lente prise de pouvoir du microprocesseur a totalement modifié la donne. Hier, chaque constructeur réalisait ses unités centrales. Il y a aujourd'hui en tout et pour tout six microprocesseurs à usage informatique : la famille Intel, le PowerPC (IBM Motorola, Apple), les puces Sparc (Sun), la famille Mips (Silicon Graphics), les microprocesseurs HP-PA (Hewlett-Packard) et la puce Alpha (Digital). Cela signifie que, excepté ces entreprises, tous les constructeurs en informatique ont dû choisir un partenaire, qui est soit un fabricant de semi-conducteurs (Intel), soit un concurrent. Du coup, l'informatique est devenue une affaire de " camps ". Et la donnée stratégique majeure est le choix du " bon " camp. Celui qui est assuré d'une certaine pérennité. Inversement, les fabricants de puces cherchent à enrôler le maximum de partenaires afin de disposer du volume pour produire à un coût compétitif. Produire à un coût compétitif. Voilà bien le défi qui attend désormais l'industrie. " Notre principal challenge est de parvenir à contrôler l'inflation des coûts ", affirme Gerhard Parker, vice-président senior d'Intel. Une usine de production coûte en effet la modique somme de 1 milliard de dollars. Et cela ne fait qu'empirer. A tel point que le magazine " Wired " peut écrire de façon plaisante : " La loi de Moore (qui postule que, tous les dix-huit mois, la densité des semi-conducteurs double) n'est plus d'actualité. C'est désormais la deuxième loi de Moore qui compte : le coût des unités de fabrication va continuer de croître jusqu'à ce qu'il devienne économiquement intenable de construire de nouvelles usines. " Conséquence : tous les industriels aujourd'hui présents ne pourront pas suivre. S'il en fallait une preuve, elle se trouve chez Hewlett-Packard. Malgré sa bonne santé, le constructeur des puces HP-PA a passé la main. Il s'est allié l'année dernière avec Intel. Ils conçoivent actuellement en commun la prochaine famille des microprocesseurs Intel qui doit apparaître d'ici à deux ans et sera utilisée par Hewlett-Packard. Cet accord est intéressant à plus d'un titre. D'abord, parce qu'il introduit un nouveau facteur. Jusqu'ici, tout informaticien pouvait se fournir chez un fabricant de microprocesseurs " neutre ", Intel. Désormais, Intel est dans le camp d'un constructeur, Hewlett-Packard. Rick Belluzo, patron de l'informatique de Hewlett-Packard, reconnaît d'ailleurs que, diplomatiquement, la situation est délicate, la puce Intel ne devant pas apparaître comme trop " marquée " du sceau Hewlett-Packard alors que l'entreprise souhaite dans le même temps affirmer sa maîtrise technologique en en revendiquant la paternité. Il sera en tout cas très intéressant de voir la réaction d'une firme comme Compaq face à cette nouvelle donne. Cet accord révèle une autre évolution majeure. Ce n'est pas par hasard qu'Intel se rapproche de Hewlett-Packard comme hier Motorola d'IBM. Les deux fabricants de semi-conducteurs possèdent la maîtrise de la production en volume. En revanche, il leur manque la maîtrise des architectures informatiques d'un IBM ou d'un Hewlett-Packard. Intel, qui, avec le Pentium Pro, a atteint les limites de son architecture, a ainsi appelé HP à la rescousse. Andy Grove, P-DG d'Intel, l'a reconnu explicitement cet été, lorsqu'il a annoncé la mise en place chez Intel d'une unité de recherche-développement consacrée aux architectures d'ordinateur. " Jusqu'ici, nous avons copié les architectures informatiques existantes ; nous devons désormais en créer de nouvelles ", dit-il en substance. Signe qu'Intel n'entend peut-être pas passer le restant de sa vie en concubinage avec Hewlett-Packard. Combien restera-t-il de fabricants de microprocesseurs dans cinq ans ? Deux, à coup sûr : les couples Intel-HP et IBM- Motorola. Pour les autres, tout, et surtout le pire, est possible. On s'achemine ainsi vers une situation inédite où trois ou quatre entreprises détiendront le savoir-faire de base de toute une industrie. Une véritable oligarchie, à 100 % américaine. Reste la moralité de l'histoire. Chez tous ceux qui resteront se trouvera un représentant de l'industrie informatique. Au bout de vingt-cinq ans, les informaticiens, éclipsés par les fabricants de semi-conducteurs, ont donc réussi à revenir au premier plan. Et ceux qui sont là le doivent à leur maîtrise technologique. Comme quoi, contrairement à ce que pourrait laisser croire l'aventure du PC, la technologie finit toujours par payer.



En 1971,

Intel crée la puce 4004, qui comptait 2 300 transistors

En 1974,

la puce 8080 comptait 6 000 transistors

En 1978,

la puce 8086 comptait 29 000 transistors

En 1982,

la puce 80186 comptait 134 000 transistors

En 1985,

la puce 386 comptait 275 000 transistors

En 1989,

la puce 486 comptait 1,2 million de transistors

En 1993,

le PENTIUM comptait 3,1 millions de transistors

En 1995,

la Pentium pro comptait 5,5 millions de transistors



De l'Intel sans Intel

A part les Macintosh, tous les micro-ordinateurs utilisent des puces Intel. Mais toutes ne viennent pas de chez Intel. Depuis 1991, des fabricants de puces tentent de prendre au géant une petite part de son formidable marché en produisant des puces compatibles avec celles d'Intel. Les principaux représentants de cette famille sont : · AMD : ce fabricant de semi-conducteurs est le premier à avoir fourni des puces compatibles. En 1991. Depuis, il en a vendu quelque 85 millions. Aujourd'hui, il a à son catalogue des puces compatibles 486 et Pentium. · Cyrix : créée en 1988, l'entreprise conçoit des puces compatibles Intel, mais ne possède pas d'unité de production. Elle a abandonné les 486 et fournit maintenant une gamme de compatibles Pentium.

· SGS-Thomson : le franco-italien produit depuis 1995 une famille complète de puces 486 qu'il a reprise à l'américain Cyrix.



Marché mondial des microprocesseurs

(Estimation 1996) : 34 milliards de dollars

Informatique : 17 milliards de dollars

Hors informatique : 17 milliards de dollars



INDUSTRIE: LE REGNE DE LA DIVERSITE

Le microprocesseur, ce n'est pas que le PC. Et ce n'est pas qu'Intel. Radiotéléphonie, télévision, automobile, électroménager , les puces sont partout ! Elles évoluent pour s'adapter aux contraintes de ces marchés.



Deux cents microprocesseurs chez soi, trente-cinq dans sa voiture ! L'an 2000 sera peuplé de puces intelligentes. L'invasion a déjà commencé. Lave-linge, décodeurs, airbags sont autant d'objets quotidiens commandés par un microprocesseur. Et la liste est loin d'être exhaustive. L'informatique n'est plus le seul bastion des microprocesseurs. Si elle reste le premier marché, d'autres découvrent peu à peu les vertus des puces, comme l'électronique grand public ou les télécommunications. Ces marchés n'ont cependant pas les mêmes besoins. Les microprocesseurs ont dû évoluer pour s'adapter aux nouvelles demandes. Ils ne ressemblent plus que de loin à leurs cousins " informatiques ", tant en termes de performances que de prix ou de consommation. Hors informatique, deux facteurs sont moteurs de la demande croissante en microprocesseurs. D'une part, l'électronique pénètre de plus en plus dans les produits grand public, où elle était jusqu'à présent quasi absente. Des fonctions électriques, électromécaniques, voire même pneumatiques ou hydrauliques, sont remplacées par des systèmes électroniques. D'autre part, les marchés émergents (radiotéléphonie, télévision numérique) sont d'emblée de gros consommateurs, puisqu'il s'agit de produits conçus autour de composants électroniques. En valeur, le marché des microprocesseurs présents dans les applications non informatiques est sensiblement identique à celui de l'informatique, soit environ 87 milliards de francs (17 milliards de dollars) pour 1996. En volume, il est nettement plus important. En effet, un microprocesseur du type Pentium, utilisé en informatique, vaut entre 1 550 francs (300 dollars) et 2 600 francs (500 dollars), alors que, dans le cas des autres applications, le prix moyen est considérablement moindre. " Pour de très gros volumes, nos microcontrôleurs sont vendus 1 dollar ", explique Thibaud Brunet, ingénieur du marketing chez SGS-Thomson. D'ici à la fin du siècle, le marché de l'automobile européen consommera 22,5 milliards de francs de semi-conducteurs. Les microcontrôleurs auront la part belle avec 37 % du total, soit 8,3 milliards de francs. Dans trois ans, 20 à 25 millions de décodeurs numériques, câble et satellite confondus, seront vendus dans le monde, soit autant de processeurs. La fin du siècle devrait voir la commercialisation de 110 millions de téléphones cellulaires, c'est-à-dire à peu près autant que de PC (130 millions). A marchés nouveaux, processeurs nouveaux. Ce qui est bon pour un PC ne l'est pas forcément pour une voiture, un lave-linge ou un terminal GSM. Dans la plupart des cas, ce que l'on demande au système de contrôle est d'assurer un nombre limité de fonctions : empêcher le blocage des roues, régler la température de l'eau ou rester calé sur une fréquence. Un microprocesseur multi-usage ne trouve pas ici son utilité. Certes, il pourrait tout faire, mais l'utilisateur aurait à payer le coût des fonctions supplémentaires inutiles. Pour cette raison, les microprocesseurs se sont spécialisés en grandes familles. Elles se caractérisent toutes par leur modularité et l'intégration de plus en plus poussée des fonctions. " On prend maintenant le problème à l'endroit, s'exclame Alain Bore, directeur des ventes pour la France de Sun Microelectronics. On s'intéresse d'abord à la définition des besoins d'une application avant de fabriquer une puce. " Les microcontrôleurs - Motorola est le leader de ce marché - constituent la plus grande famille de ces microprocesseurs modulaires. Ils sont constitués d'un coeur, un microprocesseur réduit à ses fonctions de base, entouré des éléments nécessaires à l'application (mémoire, " drivers " d'entrées-sorties, horloge, etc.). Les microcontrôleurs 8 bits représentent actuellement plus de 32 milliards de francs, soit la moitié du marché des microcontrôleurs. Ils devraient garder la même part de marché et atteindre les 50 milliards de francs en 1999, date à laquelle les microcontrôleurs 16 bits et, dans une moindre mesure, 32 bits commenceront à prendre la relève. Les processeurs numériques de signal (DSP) font partie d'une autre famille de microprocesseurs spécialisés. Auparavant cantonnés dans des applications très complexes, ils commencent à se démocratiser, sous la houlette du numéro 1 du domaine, Texas Instruments. Les secteurs d'application sont ceux qui nécessitent de la puissance de calcul, comme la télévision numérique de très haute définition ou le contrôle de moteurs électriques à partir de 100 watts. " Notre but est de fournir des solutions prêtes à l'emploi, qui intègrent à la fois le DSP, les convertisseurs et la commande de puissance ", explique Laurent Boust, ingénieur au département DSP de Texas Instruments. Ce marché de la commande des moteurs électriques est potentiellement très important : " Moins de 5 % d'entre eux possèdent un variateur de vitesse, alors qu'environ 15 % en ont besoin ", remarque Thomas Kaporch, directeur du marketing d'International Rectifier, fabricant de composants de puissance. Les processeurs Risc se sont eux aussi spécialisés. Ils s'adressent aux marchés émergents, et notamment à la télévision numérique, qui a besoin d'énormément de puissance. " L'architecture Risc d'ARM est celle qui a le plus de licenciés, constate Jacques Beneteau, directeur des activités de VLSI Technology pour l'Europe de l'Ouest. Elle a été optimisée afin de pouvoir être intégrée facilement sur une surface optimale de silicium. " C'est en effet un élément prépondérant dès lors qu'il s'agit de produire à moindre coût. La maîtrise de l'intégration des composants est le grand enjeu des fabricants de puces. Les décodeurs numériques, qui, outre la mémoire, comptent six composants à l'heure actuelle, n'en compteront que trois l'année prochaine et seront intégrés sur une seule puce l'année suivante. De la même façon, les microcontrôleurs d'automobile incorporeront une partie de leur environnement, la partie puissance et les capteurs. L'objectif est de réduire les coûts, mais aussi de pouvoir répondre à la demande en temps réel. " Les fabricants de décodeurs vont suivre ce que l'on connaît dans l'univers du PC, c'est-à-dire une génération tous les douze mois, prédit Jacques Beneteau. C'est la durée entre la disponibilité d'un composant et la fin de vie du décodeur. " Cette notion de " système sur une puce " est au coeur des préoccupations des professionnels du silicium. Au point que certains viennent de se regrouper autour de l'alliance VSI (Virtual Socket Interface). Le but est de pouvoir réutiliser des morceaux de circuits développés par d'autres afin de les intégrer à l'intérieur d'un nouveau composant. Parmi les fabricants de semi-conducteurs qui appartiennent à VSI figurent ARM, Fujitsu, National Semiconductor, Texas Instruments ou encore VLSI Technology. Il manque des grands noms, comme Motorola. Mais le géant d'Austin a son propre programme, qui se nomme S3 (Seamless Silicon Systems) et qui a pour but d'intégrer les technologies issues de ses propres centres de développement.



Les quatre grandes familles de microprocesseurs et leurs applications

Microprocesseur

Asic : Tous secteurs.

Risc : Télécommunications, décodeurs.

Microcontrôleurs : Automobile, domotique, électronénager, électronique grand public.

DSP : Décodeurs, automobile (contrôle intégré), télécommunications.



Les puces gouvernent la maison...

Machine à laver

Interphone

Réfrigérateur

Eclairage

Irrigation

Alarmes

Climatisation

Chargeurs de batterie

Réglage de la température

Jouets

Four à micro-ondes

Aspirateur

Brosse à dents

Temporisations

Puissance

Machine à café



... et pilotent la voiture

Climatisation

Contrôle de pression

Airbags

Sièges

Tableau de bord

Lève-vitres

Autoradio

ABS

Fermeture des portes

Ceintures de sécurité

USINE NOUVELLE N°2567

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