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Les vitesses des processeurs, en particulier les vitesses d'horloge (mesurées en GHz), n'ont pas augmenté de façon spectaculaire au cours de la dernière décennie. Au lieu de se concentrer uniquement sur des vitesses d’horloge plus élevées, l’industrie a mis l’accent sur d’autres améliorations de performances. Voici une répartition :
* Stagnation de la vitesse d'horloge : Vers 2010-2012, nous nous sommes heurtés à un mur avec des augmentations de la vitesse d'horloge en raison des limitations de la consommation d'énergie et de la dissipation thermique. Obtenir des vitesses d’horloge nettement plus élevées est devenu de plus en plus difficile et inefficace. Depuis lors, les améliorations de la vitesse d’horloge ont été, au mieux, marginales, les gains étant souvent éclipsés par d’autres améliorations architecturales.
* L'accent est mis sur le nombre de cœurs et le parallélisme : Les fabricants ont commencé à se concentrer sur l’augmentation du nombre de cœurs au sein d’un processeur. Les processeurs multicœurs permettent un traitement parallèle, permettant de meilleures performances dans le multitâche et les applications conçues pour utiliser plusieurs cœurs. C’est là que des gains de performances significatifs ont été constatés.
* Améliorations architecturales : Des progrès significatifs ont été réalisés dans l'architecture du processeur, notamment :
* Parallélisme au niveau de l'instruction (ILP) : Améliorer la capacité du processeur à exécuter plusieurs instructions simultanément.
* Améliorations du cache : Une mémoire cache plus grande et plus rapide permet un accès plus rapide aux données fréquemment utilisées.
* Bande passante mémoire : Les améliorations de la vitesse de la mémoire et de la bande passante permettent un transfert de données plus rapide entre le processeur et la mémoire.
* Cœurs spécialisés : Certains processeurs intègrent des cœurs spécialisés pour des tâches spécifiques comme le traitement graphique (GPU intégrés aux CPU), l'accélération de l'IA, etc.
* Rétrécissement des nœuds de processus : Même si cela ne se traduit pas directement par des vitesses d'horloge plus élevées, la miniaturisation continue des transistors (en passant à des nœuds de processus plus petits comme 5 nm, 3 nm et maintenant en explorant 2 nm) permet une densité de transistors plus élevée, permettant plus de cœurs, des caches plus grands et des architectures plus complexes dans le même espace physique, conduisant indirectement à des gains de performances.
En résumé, même si la vitesse d'horloge brute n'a pas connu d'augmentation majeure au cours de la dernière décennie, les performances globales du processeur se sont considérablement améliorées grâce à une combinaison d'augmentation du nombre de cœurs, d'améliorations architecturales et de réduction des nœuds de processus. L’accent est passé de la simple vitesse d’horloge à la puissance et à l’efficacité de calcul globales.
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