La spintronique, l’informatique de l’avenir

Rédigé le 23 février 2016 par | Nouvelles technologies Imprimer

On a beaucoup parlé des limites de la loi de Moore.

Comme vous le savez, cette loi décrit une tendance en cours depuis plus de 50 ans. En 1956, Gordon Moore, cofondateur d’Intel, avait affirmé que le nombre de transistors par circuit de même taille allait doubler tous les ans, et pour un coût identique ou même en baisse.

Cette loi a par la suite été revue plusieurs fois, par Moore lui-même ou par d’autres, mais s’est avérée plutôt exacte au cours des précédentes décennies : les sociétés spécialisées dans les semi-conducteurs cherchent sans cesse le moyen d’intégrer toujours plus de transistors et autres composants sur une bande de silicone donnée. Et la puissance des puces a augmenté de manière exponentielle.

Jusqu’à présent, cela a donc été une réussite.

Aujourd’hui, grâce aux améliorations incessantes de la miniaturisation électronique, nous nous baladons avec des supercalculateurs en poche. La réduction de la taille des supraconducteurs nous permet de bénéficier d’ordinateurs, de téléphones portables ou de tablettes plus compacts, plus rapides et moins chers. Cette tendance a gagné toute l’économie et a généré des fortunes.

Que va-t-il se passer si la loi de Moore tombe en désuétude ?

Mais la loi de Moore se heurte aujourd’hui à un mur. Les fabricants de semi-conducteurs ont de plus en plus de mal à réduire la taille des circuits qu’ils construisent.

En 2015, Intel a annoncé qu’il reportait de six mois la commercialisation de sa nouvelle génération de puces de moins de 10 nanomètres. Lancement prévu donc au deuxième semestre 2017…

Que va-t-il se passer si la loi de Moore tombe en désuétude ? Allons-nous devoir renoncer à augmenter la puissance de nos ordinateurs, de nos smartphones ou de nos objets connectés ? Si l’on s’appuie sur les technologies actuelles, la possibilité de miniaturiser un circuit a ses limites.

Il faudra donc bien remplacer ces semi-conducteurs par quelque chose de nouveau si nous voulons des appareils toujours plus petits et, surtout, toujours plus puissants.

Tricher avec la loi de Moore grâce à la 3D

En attendant cette révolution dans les semi-conducteurs, il existe un moyen de « tricher » avec ces limites menaçantes de la Loi de Moore : le passage à la 3D. Si vous parvenez à empiler de multiples couches de composants sur un seul circuit, vous pouvez augmenter la densité – et la performance – d’un objet donné.

Dans NewTech Insider, je vous ai recommandé une société qui fournit des équipements destinés à la fabrication de semi-conducteurs, cette société a de grandes chances de bénéficier de ce tournant vers les circuits tridimensionnels.

Voilà déjà une belle opportunité pour accompagner les mutations informatiques en cours.

La spintronique, l’avenir de la loi de Moore

Ce mois-ci dans NewTech Insider, je vous ai proposé d’aller encore plus loin en misant sur la nouvelle génération de semi-conducteurs, celle qui permettra à la loi de Moore de rester d’actualité.

Je vous parle d’une société dont les travaux visent à bouleverser le fonctionnement des ordinateurs.

En 2007, l’Académie royale des sciences de Suède a décerné le prix Nobel de physique au Français Albert Fert et à l’Allemand Peter Grünberg. Tout cela avait quelque chose à voir avec le magnétisme.

A la fin des années 1980, ces deux physiciens ont découvert, chacun de leur côté, un phénomène jusque-là inconnu : la « magnétorésistance géante » (ou GMR).

Cette découverte a rapidement modifié l’un des aspects de l’informatique, à savoir la façon dont les disques durs lisent les données. Les disques durs stockent des données sur un plateau tournant recouvert d’une fine couche de matériau magnétique.

On peut lire les données stockées de cette façon à l’aide d’un capteur capable de détecter les différences magnétiques entre une zone et une autre. Ces différences sont codées sous forme de 1 et de 0 : des données binaires de base.

Toutefois, comme les entreprises technologiques tentent de d’intégrer de plus en plus de données dans un disque dur – ce qui signifie que les couches magnétiques doivent être réduites – la technologie existante commence à atteindre ses limites.

C’est là que la découverte de la GMR entre en jeu.

Tout tourne autour du spin

La plupart de nos équipements électroniques fonctionnent en contrôlant ou en modifiant la charge des électrons à l’intérieur des circuits. Toutefois, cette charge n’est pas la seule propriété d’un électron. Il en existe une autre : on l’appelle le spin.

Si l’on considère les électrons comme de minuscules sphères, on peut se les imaginer en train de tournoyer. Mais, à l’intérieur d’un matériau magnétique, ils sont en grande partie alignés. Dans une tête de lecture/écriture de disque dur munie de la GMR, lorsque le champ magnétique d’une couche est aligné avec un autre, sa résistance est faible.

Lorsque le spin est orienté en sens inverse, la résistance augmente. Cette résistance changeante peut être utilisée pour lire de façon magnétique, et avec une sensibilité accrue, des données stockées.

Grâce à cette découverte, on a pu, dès la fin des années 1990, réaliser des disques durs offrant une plus grande capacité de stockage. Les mégaoctets se sont transformés en gigaoctets puis en téraoctets.

Mais, on peut faire bien plus avec le spin. Il va nous permettre de passer à la vitesse supérieure. Un article publié par le comité du prix Nobel, en 2007, indique ce qui suit :

Il est également intéressant de noter que cette technologie pourrait représenter la première étape du développement d’un tout nouveau type d’électronique, désigné sous le terme de spintronique.

La spintronique laisse imaginer des circuits extrêmement rapides, des mémoires d’ordinateur très denses voire des ordinateurs quantiques. Sans parler de ce qui n’est pas encore imaginables. Pour ceux qui feront passer ces rêves à la réalité, les profits seront historiques. Et dans NewTech Insider, je vous propose justement une valeur qui se propose de faire passer ces rêves à la réalité. Pour en savoir plus…

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Ray Blanco
Ray Blanco
Rédacteur en Chef de NewTech Insider et FDA Biotech Trader

Ray Blanco était le genre d’enfant qui reste des heures dans sa chambre tous les soirs, programmant des codes dans son ordinateur Timex Sinclair 1000.

Au collège, alors que la plupart des autres gamins étaient dehors à jouer au ballon, Ray était dans sa cave, tentant de construire ce qu’on appelle une « Chambre de Wilson » — un appareil ultra-refroidissant permettant de détecter les particules de radiations ionisantes.Puis il s’est mis à explorer les domaines de la robotique… de l’avionique… de la génomique… de la biotechnologie… Devenir plus intelligent, c’est ainsi que Ray s’amusait.

Et aujourd’hui, il combine sa passion de la technologie avec ses connaissances et son savoir-faire dans les domaines de la finance et des marchés boursiers au sein de la lettre NewTech Insider, dont il est co-rédacteur.

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