1 Deransart, Pierre - Séminaire interne, 2 décembre 2009 1 Some Reflexions On and Around the Moore's Law Pierre Deransart CR INRIA-Paris-Rocquencourt 2

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Deransart, Pierre - Séminaire interne, 2 décembre 2009

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Some Reflexions On and Around the Moore's Law

Pierre Deransart

CR INRIA-Paris-Rocquencourt

2 decembre 2009

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Avant de parler des processeurs, il faut des « connaissances »,des entités à manipuler, des formes à modifier, …

Les connaisances sont souvent sous forme de traces résultant de mécanismes de discrétisation et spatialisation, mécanismes fondamentaux qui ont évolué avec de grandes étapes….

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Big “tecnological-Discretisation” steps:

•Around neolithic + 2 mileniums (7000 BC) first attempts of written numeration systems

•Around 12 centuries BC: beginning of “gramatization” (fixing languages with alphabetic process and grammar definition). Allows languages expansion.

•Around 1450: Gutenberg. More than real “discovery”, new techniques for effective expansion.

•Around 1800: “discretization” of human activities (digitalization of human behavior: machine outil)

•Around 2000: numerical economy expansion

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Visualizing digitalization expansion

Etapes majeures

-7000

-1200

1450 1820 2000

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

0 1 2 3 4 5 6

Etapes

An

s

Close to asymptotic evolution….0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

-8000 -6000 -4000 -2000 0 2000 4000

Echelle log.:

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Loi empirique. 3 versions selon wikipedia

•Celle exprimée en 1965 dans « Electronics Magazine » par Gordon Moore, ingénieur de Fairchild Semiconductor, un des trois fondateurs d'Intel: la complexité des semiconducteurs proposés en entrée de gamme double tous les ans à coût constant depuis 1959.

•Réévaluée en 1975: nombre de transistors des microprocesseurs sur une puce de silicium double tous les deux ans. Plus précisemment: entre 1971 et 2001, la densité des transistors a doublé chaque 1,96 année.

•Devenue une « folk’s law »: « quelque chose » double tous les dix-huit mois, cette chose étant « la puissance », « la capacité », « la vitesse » et bien d'autres variantes mais très rarement la densité des transistors sur une puce.

Gordon Moore’s “law”

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Folk’s law…

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Moore’s “law”

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Equivalent télécoms

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En résumé…

Jusqu’à quand?

Possible jusqu’en 2015 (15.109 transistors avant effets quantiques)

Mais autres limites

•énergétiques

•coûts de production des puces

•logicielles (problèmes programmation multi-cœurs asynchrones)

Loi de Moore (doublement tous les 2 ans)

1,001,60

2,20

3,113,71

4,31

5,21

7,32

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

Pu

iss.

de 1

0 d

e 1

000 t

ran

sis

tors

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Les progrès des calculs suivent-ils la loi de Moore?

Aussi loi exponentielle,

mais avec rupture technologique (complexité devenue quasi linéaire) vers 1975.

Décimales de Pi

© P.Flageolet

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Décimales de Pi vs. Moore

PI decimal's vs. Moore's Law

0

2

4

6

8

10

12

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1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020M

b d

ecim

als

(Lo

g)

Globalement ce progrès n’est pas du au simple progrès des machines. Sinon, par la seule loi de Moore, on en serait encore à 10 8 décimales.

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Factorisation d’entiers vs. Moore

© P.Flageolet

Moore vs Factorisation

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Années

Pu

issa

nce

sMoore (Intel) Factorisation prem Linéaire (Factorisation prem)

Utilisé pour montrer aussi la nécessité de la recherche algorithmique (la vitesse des ordinateurs ne suffit pas à améliorer les résultats)

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Lesser folk’s law…

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Beyond the Moore’s law:

On 13 April 2005, Gordon Moore (75) stated in an interview that the law cannot be sustained indefinitely: "It can't continue forever.

The nature of exponentials is that you push them out and eventually disaster happens."

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•Génétiques

•Neuronaux

•Formes

Les 3 supports de stockage de l’information

(mémoires)

Toute augmentation des capacités de stockage et toute transformation nécessite des calculs et de l’énergie

Connaissances = stockage + calculs

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StockageMoore vs stockage

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

1985 1990 1995 2000 2005

Années

Log

capa

Moore (Intel) Capacité Stockage

Montre que la capacité de stockage mondialecroit plus rapidement que la vitesse des ordinateurs

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Energy

http://www.ifp.fr/http://www.afh2.org/

Estimation: 1,7% / ans

Demande energétique mondiale vs. Moore

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

Moore

Energie

Les STICs ont une part de plus en plus importante dans la consommation énergétique mondiale

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LIMITS of intelligent services expansion?

Dream: multiplication of “intelligent” services… optimization for sustainable development….

But new ISTs are very big energy consumers:

Any click on internet spends some energy of servers (usually duplicated and sophisticated for safety and security reasons)

As for processors, one of the real limit of intelligent services could be excessive consumption of energy!

The total cost must be evaluated taking into account development of infrastructures and production of devices.

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http://www.college-de-france.fr/default/EN/all/ger_ber/index.htm

GérardBerry’s lectures2007

Smart car…

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Il n’est peut-être pas si loin le temps où la part d’énergie utilisée dans un véhicule léger pour lutter contre l’inertie, la résistance de l’air et la pesanteur sera négligeable par rapport aux autres services…

Too smart car ?…

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In general: 5-34% in terminal, 56-90% in infrastructure (servers)

3G technology: 10% in terminal, 90% in infrastructure

30 millions of servers use 1% of total energy in the world (160 TWh/year)

(France = 480 TWh/year)

2000-2005: +500%, in 2030: servers energy = total of today

= CO2 total of world aircrafts traffic

BNP ParisBas data center = 800 GWh/year = total of Mali’s light energy

1 “second life” avatar = 1 real (poor) human life

Google: 2% of the total US electrical energy consumption

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Fracture sociale mondiale (1/50 € / jour)

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Credo de la “croissance”

•Tous les problèmes peuvent être résolus

•Beaucoup de problèmes peuvent l’être par la technique

•Les problèmes qui ne peuvent être résolus par la technique seule ont des solutions dans le monde social (de la politique, de l’économie, etc.)

•Quand les cartes seront sur la table nous nous emploierons à travailler à une solution avant qu’il ne soit trop tard

•Certaines souirces sont infinies; toutes les ressources finies ou limitées ont des substituts

•La civilisation humaine survivra.

David Ehrenfeld, The Arrogance of Humanism, NY, Oxford University Press, 1978

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Conclusions (provisoires)•La “loi” de Moore est probablement un phénomène local plongé dans quelque chose de plus vaste. Elle marque une étape historique dans le phénomène d’évolution et technologique de la gestion des connaissances et des sociétés humaines. Elle un effet accélérateur.

•Si on n’y prend pas garde, l’infomatique peut augmenter les inégalités.

•Phénomène sous-jacent plutôt “asymptotique” en raison du décalage grandissant humains/machines.

•Difficulté croissante d’adaptation: aujourd’hui, selon J. Blamont, on produit en 2 ans ce qu’un cerveau humain est capable d’absorber en une génération (30 ans). On ne le changera que très peu.

•Il est aussi possible aussi que dans 20 ou 30 ans on ait des machines de de la taille d’un insecte pour la puissance de calcul d’un cerveau humain, et ne consommant pratiquement pas d’énergie grâce aux nanotechnologies.

•Science sans conscience ….

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Quelques références

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26José-Louis Deransart

…… … … … eof

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TITRE

Mon texte

•Jkjl

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