[News] Microprocesseurs: sans horloge, on gagne du temps

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Michel
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[News] Microprocesseurs: sans horloge, on gagne du temps

Message par Michel » 08/11/2006 - 0:00:41

C'est un argument commercial de poids : chaque nouvelle génération d'ordinateurs affiche des fréquences d'horloge – les fameux gigahertz – toujours plus infernales. Ce sont elles qui donnent la cadence des opérations d'un microprocesseur. Problème : même dans le microprocesseur le plus rapide du monde, la plupart des composants passent le plus clair de leur temps à attendre qu'un signal d'horloge les invite à poursuivre le traitement des données !

Pour résoudre ce problème, plusieurs groupes de recherche, dont le laboratoire « Technique de l'informatique et de la microélectronique pour l'architecture d'ordinateurs » (Tima) 1, de Grenoble, se sont lancés il y a quelques années dans une démarche radicale : puisque l'horloge ralentit le fonctionnement d'un microprocesseur, autant la supprimer. Ce faisant, ils ont ouvert la voie à une nouvelle électronique, dite asynchrone. Aujourd'hui, pour qu'elle devienne un standard, les chercheurs grenoblois travaillent sur plusieurs applications, dont l'électronique embarquée pour l'automobile, et développent des outils permettant de concevoir les nouveaux processeurs.


Image
Circuit électronique asynchrone développé au laboratoire Tima
pour un processeur de cryptographie


« Dans la logique synchrone, explique en préambule Marc Renaudin, responsable du groupe de recherche Concurrent Integrated Systems (CIS) au laboratoire Tima, le travail du processeur est découpé en séquences. Leur durée, imposée par l'horloge, est calibrée en fonction de la tâche la plus longue qu'un bloc du composant puisse rencontrer ». Une façon de s'assurer que chaque bloc aura terminé son travail avant le démarrage d'un nouveau cycle.

À l'inverse, la logique asynchrone permet d'éviter les temps morts : le travail est découpé de telle manière que la chaîne de processus dans chaque bloc n'est pas tributaire de celles des blocs voisins. Autrement dit, ce n'est pas la simultanéité des processus dans différentes parties de la puce qui compte, mais l'ordre dans lequel ils s'enchaînent au sein d'un même bloc. « Ainsi, si l'opération qu'il traite est complexe, un bloc travaillera lentement. Mais si elle est simple, il travaillera vite et passera sans perte de temps à l'opération suivante ». Plus rapides, les puces asynchrones sont aussi plus économes en énergie, plus résistantes au piratage, moins sensibles à la température, et moins émettrices de pollution électromagnétique.

Déjà, elles ont fait l'objet de plusieurs applications. « Ces dernières années, détaille Marc Renaudin, nous avons par exemple travaillé sur des applications à la cryptographie. Et actuellement, nous développons des microprocesseurs asynchrones à faible consommation à destination de l'électronique embarquée, pour l'automobile, par exemple ». Mais avant leur avènement sur le marché, les puces asynchrones devront se montrer plus faciles d'accès. « C'est pourquoi nous mettons aussi l'accent sur les outils d'aide à la conception », poursuit le chercheur. Quand ceux-ci seront à la disposition des ingénieurs, possible que nos ordinateurs perdent alors complètement la notion du temps.

Source: CNRS
Illustration: © M. Renaudin/TIMA

AUBERT Dominique
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Message par AUBERT Dominique » 08/11/2006 - 0:52:23

Si nos ordinateurs avec ces puces asynchrones perdent la notion du temps, il faudra alors ajouter une horloge au système pour avoir l'heure...
La terre est le berceau de l'humanité.
Mais peut-on passer sa vie entière dans un berceau ?
Cst.Tsiolkovski

Adrien
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Message par Adrien » 08/11/2006 - 0:55:35

C'est déjà le cas, et une petite pile permet de continuer à décompter le temps lorsque l'ordinateur est éteint pour qu'il soit toujours à l'heure ;)

AUBERT Dominique
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Message par AUBERT Dominique » 08/11/2006 - 1:35:27

Oui, bien sûr, je blaguait un peu...
Sur le PC traditionnel celà maintient le 'SETUP' programme primaire de configuration matériel...

gomodo
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Re: [News] Microprocesseurs: sans horloge, on gagne du temps

Message par gomodo » 08/11/2006 - 11:00:25

Michel a écrit : Plus rapides, les puces asynchrones sont aussi plus économes en énergie, plus résistantes au piratage, moins sensibles à la température, et moins émettrices de pollution électromagnétique.


En quoi ces puces sont plus résistantes au piratage ? :heink:
Alunissage : Procédé technique consistant à déposer des imbéciles sur un rêve enfantin.

skc
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Message par skc » 08/11/2006 - 11:33:50

En 1997 Intel avait déja développé un prototype de Pentium sans horloge, qui tournait trois fois plus vite et avec deux fois moins d'énergie que son concurrent à horloge.

http://www1.cs.columbia.edu/async/misc/ ... _2001.html

"In 1997, Intel developed an asynchronous, Pentium-compatible test chip that ran three times as fast, on half the power, as its synchronous equivalent."

Si j'ai bonne mémoire, ce projet a été coulé par le marketing qui voulait des MHz pour ses publicités.

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StarDreamer
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Message par StarDreamer » 08/11/2006 - 19:12:51

Ca m'étonne que le marketing puisse plomber un processeur 3x plus rapide...
Il devait y avoir d'autres difficultés !

skc
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Re: [News] Microprocesseurs: sans horloge, on gagne du temps

Message par skc » 08/11/2006 - 20:40:00

gomodo a écrit :En quoi ces puces sont plus résistantes au piratage ? :heink:


Il est bien plus difficile de déterminer, en fonction des ondes électromagnétiques émises, ce qu'elles sont en train de faire.

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