MICROPROCESSEURSLES PUCES VONT FAIRE DES PAS DE GEANTPlus de 200 mégahertz et des fonctionnalités pour les applications multimédias directement inscrites dans le silicium des puces. Dans le camp Intel, 1997 s'annonce comme une année charnière pour les microprocesseurs.

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MICROPROCESSEURS

LES PUCES VONT FAIRE DES PAS DE GEANT

Plus de 200 mégahertz et des fonctionnalités pour les applications multimédias directement inscrites dans le silicium des puces. Dans le camp Intel, 1997 s'annonce comme une année charnière pour les microprocesseurs.



Le 8 janvier, Intel commencera l'année en fanfare. Le leader incontesté des microprocesseurs présentera enfin son très attendu Pentium doté de la technologie MMX. C'est un réel événement, tant par la nouvelle puissance de traitement qu'il possède sur les applications multimédias que par les technologies mises en oeuvre sur cette nouvelle puce. Mais l'annonce de MMX ne fait que marquer le début d'une année particulièrement riche en innovations. Dans le seul camp de l'architecture Intel, 1997 verra en effet l'arrivée d'autres puces aux noms exotiques - Klamath chez Intel, K6 chez AMD, M2 chez Cyrix -, marquées au fer du multimédia et destinées à toutes les applications qui nécessitent de grosses capacités de traitement informatique. 1997 est aussi l'année où la barre des 200 mégahertz sera allègrement dépassée. Les horloges des microprocesseurs viennent de franchir ce seuil avec plusieurs trimestres d'avance sur les prévisions et laissent augurer le dépassement des 300 mégahertz pour la fin de l'année. En attendant les 10 gigahertz promis par Andy Grove pour 2011...

Cela dit, malgré la présence aujourd'hui d'AMD et de Cyrix (et les partenaires de ce dernier, IBM et SGS-Thomson), c'est bien Intel qui continue de donner le ton. L'inventeur du microprocesseur continue sur la voie tracée dans les années 80 avec la génération des x86, qui équipe quelque 80 % des PC du marché. Le P55C, la puce MMX qui sera annoncée le 8 janvier, est ainsi de la classe Pentium et appartient donc à la " cinquième génération " des x86. Le Klamath, qui verra le jour dans quelques mois, est, lui, un Pentium Pro, donc un processeur de " sixième génération ". Mais tout n'est pas aussi simple qu'il paraît. Pour Intel, qui entend bien continuer de dicter ses choix au marché, l'année qui vient est une année de transition. Jusqu'à présent, les Pentium étaient réservés aux PC et les Pentium Pro aux serveurs et aux stations de travail. C'est là que le bât blesse, puisque Intel possède deux lignes de processeurs. Le but est de les unifier sur une même base, MMX, qui sera désormais commune aux nouvelles générations de processeurs. L'actuel Pentium Pro, " vrai " processeur 32 bits qui ne gère pas MMX et offre des performances médiocres pour les applications 16 bits, sera ainsi laissé de côté au profit de Klamath. A l'inverse, des " overdrives " proposés dès le premier semestre permettront le passage d'un Pentium à un " Pentium avec MMX ". En attendant que les logiciels existants soient portés sur les puces de sixième génération et que le Klamath et ses descendants deviennent le coeur des PC aussi bien que des serveurs. AMD avec le K6 et Cyrix avec le M2 ont opté pour une approche radicalement différente. Leurs puces se placent directement en compétition avec le Klamath tout en respectant une compatibilité ascendante avec les générations précédentes sans que les applications 16 bits en souffrent. Intel ne se borne cependant pas aux seules annonces de microprocesseurs. Le Klamath inaugure une nouvelle stratégie en matière de conditionnement du processeur et des circuits connexes, baptisée SEC (Single Edge Contact). Enfin, Intel a développé NLX, un nouveau facteur de forme pour les cartes mères des PC. Quand on sait que la firme dirigée par Andy Grove est le premier fournisseur de ce type de cartes, les enjeux deviennent évidents.

MMX : le multimédia intégré au processeur

Avec le P55C, renommé " Pentium avec technologie MMX ", Intel s'apprête à intégrer les fonctionnalités multimédias les plus courantes directement sur le silicium du processeur. Le constructeur a choisi une architecture Pentium pour ses premières puces. Elles seront suivies de près par des Pentium Pro. MMX est un passage obligé pour Cyrix et AMD s'ils veulent continuer à s'affirmer face à Intel. " En dehors du phénomène de mode, il est nécessaire d'avoir MMX ", affirme Alain Tiquet, directeur commercial pour l'Europe de Cyrix. Les processeurs ont pour noms de code M2 pour Cyrix et K6 pour AMD. Ils sont en concurrence directe avec le Klamath. La technologie MMX est fondée sur un fait que chacun peut constater : les applications multimédias (compression-décompression vidéo, reconnaissance et restitution de la parole, imagerie, etc.) utilisent beaucoup d'instructions répétitives peu complexes (8 ou 16 bits), qui demandent beaucoup de temps au microprocesseur tout en occupant un minimum de lignes de code informatique. Le but de MMX a été d'automatiser leur traitement. " L'attrait essentiel de MMX est d'offrir une exécution plus rapide des instructions qui gèrent les fonctions audio et vidéo ", estime Alain Tiquet. Cela se traduit par l'adjonction de huit registres de 64 bits et de cinquante-sept nouvelles instructions de base directement encodées dans le silicium de la puce. Les registres permettent la mise en oeuvre d'une technologie de traitement parallèle des données, jusqu'ici réservée aux mini-ordinateurs et aux " mainframes ". Elle se nomme Simd (Single Instruction Multiple Data). Dans le cas de pixels graphiques codés sur 8 bits, une architecture classique oblige à les traiter un par un. MMX, en revanche, permet d'en traiter huit à la fois (soit 64 bits) avec la même instruction, ce qui réduit d'autant le nombre d'itérations.

SEC : un processeur sous forme de module

Des processeurs sous forme de puces noires au nombre de pattes en croissance constante sans qu'il soit possible de savoir si cela allait un jour s'arrêter... Voilà ce à quoi l'on s'était habitué jusqu'à ce qu'Intel décide que cette ère était révolue. Le leader dans les semi-conducteurs a ainsi développé la cartouche SEC (Single Edge Contact), dans laquelle sera encapsulé le Klamath. Les processeurs Pentium Pro préfiguraient la nouvelle démarche d'Intel dans la recherche de boîtiers adaptés aux générations futures de microprocesseurs. Extérieurement, il s'agissait d'un boîtier traditionnel. Physiquement, en revanche, c'était un MCM (Multi-Chip Module) composé de deux puces : le processeur lui-même et son antémé- moire. La solution MCM apporte un grand nombre d'avantages, au nombre desquels le fait de conserver une taille de puce raisonnable pour le processeur sans inclure la mémoire sur le même silicium. Le module SEC participe d'une autre approche et cherche avant tout la flexibilité. A l'heure où les technologies changent très rapidement, le casse-tête permanent des fabricants de PC ou de serveurs est d'anticiper suffisamment pour être au rendez-vous des processeurs qui arrivent à rythme soutenu sur le marché. Le fameux " time to market " prend ici tout son sens, puisque, quelques mois seulement après l'arrivée d'un processeur fonctionnant à 200 mégahertz, comme le P55C, arrivera le Klamath, avec une fréquence d'horloge de 233 mégahertz. D'où l'idée de chercher à développer une solution différente. Le SEC est composé essentiellement de deux éléments. Le boî- tier proprement dit sert de protection, mais aussi de dissipateur thermique. A l'intérieur se trouve un circuit imprimé sur lequel sont soudées les puces. Sur le bord de cette carte, qui ressemble en tout point à une carte fille, une série de contacts permet de réaliser les connexions électriques avec le reste du système. L'ensemble forme ce qu'Intel nomme le processeur. Le fabricant de PC ou de cartes mères peut ainsi concevoir son système sans se soucier du processeur et avant même la disponibilité des puces. Le processeur peut en effet être spécifié en dernier avec la technologie la plus récente. Les contacts seront les mêmes, quelle que soit, par exemple, la fréquence d'horloge. Autre avantage, la modularité. Le processeur pourra être fabriqué à la demande, avec une fréquence d'horloge donnée, des tailles d'anté-mémoire différentes et éventuellement d'autres éléments. Le test fonctionnel du processeur sera facilité, puisqu'il est conçu comme un module indépendant et non plus comme partie intégrante d'une carte. Dernier avantage, le boîtier SEC permet d'isoler la partie intelligente du reste du PC et ainsi d'éliminer certains problèmes de compatibi- lité électromagnétique, de chocs ou encore de vibrations.

NLX : un Meccano pour les PC

En définissant un nouveau facteur de forme pour les cartes mères des PC ou des serveurs, Intel entend encore renforcer son hégémonie sur ce terrain. Le but premier de NLX est d'instaurer un principe de Meccano, où la majorité des pièces sont interchangeables, avec toujours le souci d'une évolution très rapide des composants et de leurs performances. Les constructeurs ont ainsi à leur disposition une base commune pour développer leurs systèmes à partir de sous-ensembles sans avoir à revenir à chaque fois à la case départ. NLX définit un ensemble de contraintes physiques et topologiques à respecter par les concepteurs. Sont spécifiés les emplacements des unités de disques, du processeur, des cartes de communication et d'entrées-sorties, de l'alimentation et des connecteurs, ainsi que leurs types. Plus question, donc, de laisser les concepteurs agir à leur guise. Mais des latitudes ont été laissées afin d'accepter des cartes de différentes tailles. Et surtout permettre d'inclure à l'avenir de nouveaux types de processeurs ou de mémoires. On notera avec intérêt le nom d'IBM en tant que cosignataire des spécifications de NLX.



Un Power PC à 533 mégahertz

La course à la puissance n'est pas l'apanage des seuls microprocesseurs x86. Les Power PC de l'association Apple-IBM-Motorola ne sont pas en reste. Les deux derniers viennent d'annoncer une fréquence d'horloge de 240 mégahertz pour leur modèle 603e, tandis qu'Exponential Technology, une start-up californienne, annonce 533 mégahertz pour un microprocesseur compatible avec la gamme Power PC ! Il a été conçu en technologie mixte (bipolaire pour la rapidité et CMOS pour la consommation) et devrait être disponible à la mi-1997. Parmi les investisseurs, notons la présence d'Apple, qui pourrait bien annoncer très rapidement des machines de haut de gamme.





USINE NOUVELLE N°2576

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