ENMI 2010 : A quoi sert la Loi de Moore ?
Live blogging à l’occasion de la 4e édition des <a href=”http://digitallyours.fr/les-entretiens-du-nouveau-monde-industriel-2010/”>Entretiens du Nouveau Monde industriel</a> qui se tiennent au Centre Pompidou.
Le philosophe et épistémologue Sacha Loeve, du Centre d’études des techniques des connaissances et des pratiques de l’université de Paris I est un spécialiste de la compréhension des nanosciences et des nanotechnologies. Ce n’est pourtant pas de cela dont il est venu parler à la quatrième édition des Entretiens du Nouveau Monde industriel, mais de la Loi de Moore.
La loi de Moore est un graphe qui est supposé prédire l’évolution de la puissance des ordinateurs (Wikipédia). En fait, elle explique que le nombre de transistor gravé par unité de surface sont multipliés par 10 tous les 3 à 5 ans. La loi de Moore, du nom de son initiateur, Gordon Moore, l’un des cofondateur d’Intel, devenu depuis l’un des plus grand producteur de microprocesseurs, évoque l’évolution de la densité d’intégration des transistor dans les puces. Mais cette loi s’applique depuis, assez indifféremment, à l’intégration du nombre de transistor, à la capacité de calcul, à la taille, à la performance, au prix du transistor, au nombre de transistors miniaturisés, aux revenus mondiaux de l’industrie des semi-conducteurs… La loi de Moore s’est développée en autant de graphes qui célèbrent sa maxime intrinsèque, ce “Less is more”, faire toujours plus avec toujours moins, maxime libérale et capitaliste, qui, si elle était appliquée au transport, permettrait de faire un Paris-New York pour un dollars en un quart d’heure.
Car la loi de Moore s’applique désormais à tout. C’est elle que convoque Ray Kurzweil quand il l’applique à la taille des ordinateurs. Elle est un cas mesurable d’accélération du projet technologique qui nous ménera à la Singularité, ce moment où l’intelligence artificielle dépassera l’intelligence humaine. Gordon Moore a lui-même tourné en dérision sa propre loi : Non, elle ne s’applique pas à tous les phénomènes exponentiels, contrairement à ce qu’on pense. Mais en devenant l’illustration d’une évolution exponentielle dont il nous semble voir les effets, elle est certainement devenue, à son corps défendant, l’emblême.
Car une tendance exponentielle est quelque chose d’extraordinaire, comme quelque chose qui se rend possible à lui-même, une évolution endogène. Toute la question est de savoir si cette tendance va continuer et jusqu’à quand ? Peut-on miniaturiser indéfiniment ? Les lois de la physique vont-elles y mettre un terme ? Les nanotechnologies vont-elles permettre de continuer, de transcender la loi de Moore ? Force est de reconnaitre que les spécialistes divergent sur la façon dont nous serons capables de surmonter le mur de silicium qui se dresse devenant nous. Aucune croissance exponentielle ne dure toujours, rappelle d’ailleurs souvent Gordon Moore lui-même, “mais nous pouvons en retarder l’échéance pour toujours”.
“Il y a une différence entre devenir et à-venir”, explique Sacha Loeve. Tout ces grands discours nous parlent du devenir du monde industriel, mais pas de son à-venir. Le devenir se programme, se trace sur un graphe. L’avenir c’est la production d’une nouveauté pertinente. Ce n’est pas une rupture ou un changement brutal, c’est après-coup, rétrospectivement que cela devient pertinent. Les nanotechnologies, ont les invoque comme des solutions, comme de la programmation du devenir. En en restant à ce plan là, on s’empêche d’écouter la question sur le plan où la loi de Moore elle-même mérite qu’on se la pose : celle de l’imagination économique qui se construit à cette époque.
Comment la loi de Moore est devenue une loi ?
Comment la loi de Moore a-t-elle pris sens dans l’histoire ? Initalement , la loi de Moore n’était pas une loi. En 1965, Gordon Moore publie son article <a href=”http://www.cs.utexas.edu/users/fussell/courses/cs352h/papers/moore.pdf”>”Cramming More components onto integrated Circuits” (.pdf)</a>, dans la revue Electronics. “La complexité en fonction du coût minimum par composant a augmenté à la vitesse d’un facteur deux par an approximativement”, y explique Moore. On le voit rapidement, l’intuition de Moore repose sur la manière dont il combine des considérations technologiques et économiques. Et cette combinaison repose sur l’intégration. En effet, l’article de 1965 commence par dire que le futur de l’électronique intégrée est le futur de l’électronique elle-même. L’intégration consiste à faire tenir tout ce qui constitue un circuit électronique dans un seul bloc de cristal de silicium. En quelques années, nous sommes passé du transistor, inventé aux Bell Labs en 1948 au premier circuit intégré, inventé par Jack Kilby en 1958. “L’invention du circuit intégré, c’est l’invention du matériel qui devient lui-même machine”. Pourtant, en 1965, la production de circuits intégrés n’est pas encore “intégrée” justement. Moore explique que la clé de la production de masse, c’est l’intégration, c’est-à-dire la standardisation, permettant de rendre les coûts négligeables. Gordon Moore explique qu’il faut produire des composants identiques intégrés sur le même substrat.
D’où, second point, de baser les profits sur des économies d’échelle. Le rendement d’échelle augmente quand la quantité d’unités produites augementent plus que proportionnellement à la quantité de facteurs de prodution utilisés. Les économies d’échelle permettent la baisse du coût de production moyen de l’unité produite. Le but, explique Moore, est de créer un rendement croissant. Mais le rendement d’échelle est généralement croissant pour de petits volumes de production. Souvent il atteint ensuite un pallier avant de décroitre (par gaspillage, usure, perte de temps…), comme l’explique la loi des rendements décroissants.
La solution à la loi des rendements décroissants repose sur le microprocesseur, c’est-à- dire faire tenir plus de composants sur des circuits intégrés. Pour cela, il va falloir faire des ruptures d’échelles, ce qui va devenir possible avec l’invention du microprocesseur. En 68, Gordon Moore et Robert Noyce fondent INtegrated Electronics (Intel) et “fondent” en 1971 le premier microprocesseur, l’Intel 4004. La solution est simple, quand le rendement d’échelle à tendance à baisser, il suffit de changer d’échelle d’intégration. Enfin, l’autre rupture permettant de maintenir le rendement d’échelle à son optimum, n’est plus la miniaturisation, mais l’augmentation de la surface du “Wafer”, le substrat en silicium sur lequel on grave les circuits intégrés. L’industrie des semi-conducteurs ne repose pas seulement sur la réduction des dimensions des composants, mais également sur l’augmentation de la circonférence du cristal de silicium (qui donnne lieu à une chaine de production complexe au niveau des process à la fois thermiques, chimiques, mécaniques… A chaque génération de Wafer, on montre le substrat qui symbolise le succès d’une nouvelle génération.
Comprendre la potentialité de la technique
En 1965, quand Moore énonce ce modèle pourtant, le microprocesseur n’a pas été inventé, mais il se base sur les potentialités de la technique permettant de fonder une nouvelle économie. Si on met de plus en plus de composants sur une puce, le cout moyen devient minimum. Il faudra juste s’arranger à changer d’échelle de production régulièrement, comme l’expliquent les 2 graphes reproduits dans son article originel. Des graphes qui se basent sur l’évolution des rares circuits existants, qui montrent le nombre de composants qu’il faut mettre dans une puce pour que le prix reste à son optimum. Quand le cout par composant aurait tendance à remonter, il faut produire une rupture d’échelle.
“L’habileté de Moore est de montrer une tendance”, explique Sacha Loeve. Il anticipe un coût idéal indexé sur les potentialités de la technique. Pour cela il faut faire un effort d’ingéniérie, de standardisation pour pousser la logique jusqu’au bout. “La loi de Moore c’est une économie en puissance dans un modèle technologique et une technologie en puissance dans un modèle économique.” L’article de Moore anticipe le marché des ordinateurs personnels. Il est construit avec une une vision qui pense que l’offre créé la demande, que l’offre recréé la demande à chaque génération de microprocesseur.
Une prophétie autoréalisatrice
Le modèle décrit par Moore a bien été mis en oeuvre. Mais la tendance ne s’est pas toujours vérifiée, pire, la loi s’est adaptée aux évolutions. En 1975, Moore écrit un article où il explique que l’évolution va ralentir et la référence au coût minimum disparait. Dans les années 80, le multicouche est inventé : le cout des transistors baissent, mais pas ceux des processeurs. Pendant un temps, l’augmentation de la vitesse des processeurs s’avère un meilleur indicateur, alors on l’adopte, mais il s’avère également imparfait. On revient à la densité d’intégration qui double tous les 18 mois (mais ce ne serait pas Moore qui aurait dit 18 mois).
“La loi de moore n’est pas empirique, n’est pas descriptive. Elle n’a pas arrêté de changer.” Moore lui-même le dit, en 2002, dans un autre article : “les extrapolations basées sur des tendances exponentielles ne tiennent pas la durée”.
Toute la question est donc de savoir si la loi de Moore “n’est pas plutôt une prophétie autoréalisatrice qui produit performativement la tendance qu’elle projette”, explique Sacha Loeve. C’est-à-dire un énnoncé qui, parce qu’il est émis par un leader référent, va devenir le point de référence par lequel les autres vont harmoniser leur industrie. C’est en tout cas ce que pense Gordon Moore. C’est ce que laisse penser également le rôle de l’ITRS, qui définit tous les deux ans la feuille de route des tendances à suivre pour continuer la loi de Moore, en définissant le cahier des charges international de la technologie des semiconducteurs.
Il est intéressant de constater qu’on a commencé à célébrer (et à parler) de “la Loi” de Moore assez tardivement. Il faut attendre les années 1990, l’heure du triomphe d’Intel avec ses CPU Pentiums pour qu’elle commence à devenir populaire, comme l’ont mis en avant Marx & Cardona dans Scientometrics (vol. 80, 2009, pp1 -21). Il est intéressant de constater, finalement, que la Loi de Moore est davantage contemporaine des grands programmes nanotechnologiques que de la microinformatique elle-même.
La guerre du coût de production n’est plus liée à la performance de la technologie, mais à la globalisation en cours
Finalement, la loi de Moore n’est pas une loi empirique. “Elle est souvent conçue par les tenors de la microinformatique comme une prophétie autoréalisatrice, mais son énnoncé se modèle sur l’évolution effective de ce qu’il prétend faire exister. Son énoncé n’est pas de l’ordre de la vérité. C’est bien un imaginaire économique, qui s’incarne plus ou moins, qui a pris corps, qui est devenu “vrai”.” Vrai, rien n’est moins sûr, modère Sacha Loeve. Car le coût idéal ne se traduit pas dans la réalité. En fait, les usines coûtent de plus en plus cher à mettre au point. A chaque génération d’usine (les “Fabs”), le coût de la ligne de production augmente de 50 %, comme l’explique la Loi de Rock, un capital risqueur de la Silicon Valley. Le modèle énnoncé par Moore n’assure pas la suprématie, car les coûts réels se décorèlent de la l’intégration. Enfin la concurrence des pays à faible cout de main-d’oeuvre, font que les marges doivent de plus en plus au fait que la main d’oeuvre soit la moins cher et que l’environnement fiscal soit plus avantageux. “La guerre du coût de production n’est plus liée à la performance de la technologie, mais à la globalisation en cours.” La question est donc devenue politique : à la fois macroéconomique et géopolitique. Dans le rêve qu’on puisse retarder l’échéance de la Loi de Moore pour toujours, via les nanotechnologies, on ne fait que dépolitiser une question en essayant de la rendre technologique, alors qu’elle est déjà devenue politique.
“La loi de Moore est une loi posthume qui ne décrit plus une réalité. Elle se survit. Elle révèle qu’elle a toujours fonctionné ainsi.”
“La question n’est pas de détruire les idoles, mais d’écouter ce qu’elles attendent de nous. La loi de Moore c’est la projection dans le passé et le futur d’un imaginaire économique construit sur la base d’un rapport caractéristique à la matière et au temps des techniques. C’est un imaginaire par lequel tout un monde s’énnonce, celui de la microélectronique dans lequel nous travaillons et consommons.” Ce monde industriel se caractérise par le fait qu’il est conçu sur l’obsolescence programmée de ses technologies. Les déchets high-tech sont les résultats bien réels de la loi de Moore où le nouveau remplace l’ancien, le démode, le déclare obsolète et recréé la demande, plustôt que de faire évoluer l’équipement ancien. L’obsolecence programmée, inscrite au coeur de la Loi de Moore, était bien le prix à payer de cette révolution plus économique que technologique.
La question n’est plus de savoir comment continuer la loi de Moore, car sa seule destination est de nous mener tout droit vers l’ordinateur jetable. La question n’est pas même de savoir ce que les nanotechnologies vont apporter de plus. Vont-elles permettre de prolonger cette organisation ancienne ? Ou vont-elles amener une imagination économique fondée sur d’autre rapports à la matière et au temps des techniques ? Vont-elles parier sur la réactualisation et l’évolution des technologies plutôt que sur leur obsolescence ? Les nanotechnologies vont-elles promouvoir une économie basée sur des services de “soin aux objets” (psychiques et natruels) ? Plutôt que de continuer la loi de Moore, il est temps de nous demander comment en hériter ?
