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Les performances au-delà de la fréquence d’horloge
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Dans les années quatre-vingt-dix, Intel a commencé à axer les points forts et les progrès de ses processeurs non plus uniquement sur leur fréquence d’horloge, mais également — et de plus en plus — vers d’autres vecteurs de performances. Il s’agit notamment d’avancées dans le domaine du traitement multiprocesseur, de la microarchitecture P6, des instructions supplémentaires (technologie Intel® MMX™) et de contrôleurs vidéo intégrés ainsi que de la constitution d’équipes axées sur les solutions logicielles et de niveau plate-forme (dans son acception la plus large, ce terme recouvre tous les composants intégrés sur la carte mère).
En 2001, Paul Otellini, President et CEO (Chief Operating Officer) d’Intel, annonçait un virage encore plus radical dans cette direction. Dans le cadre de cette intervention, il indiquait en effet qu’Intel entendait travailler « au-delà gigahertz » et élargir son axe technologique et les caractéristiques de ses produits dans le sens de la valeur ajoutée et des fonctionnalités. Depuis, l’entreprise a lancé diverses technologies et produits qui s’inscrivent résolument dans cette réorientation : la technologie Hyper-Threading, la technologie processeur Intel® Centrino® ainsi que les chipsets Intel® 915G/P et 925X Express.ypH
Actuellement, elle continue de travailler à partir de cette notion renouvelée des performances, c’est-à-dire qui dépasse le seul cadre de la fréquence d’horloge pour englober des fonctionnalités participant au confort d’utilisation, à la sécurisation et à la possibilité de faire appel à un ordinateur sans contraintes d’horaires ni de lieu. Or, parmi ces technologies, il en est un groupe qui vise à améliorer les performances par un enrichissement et un renforcement, au niveau de la plate-forme, des possibilités directement exploitables par l’utilisateur ; chez Intel, on les appelle les « T » (désignations de technologie Intel se terminant par la lettre T). Ce sont des technologies qui interviennent au niveau des processeurs et de la plate-forme et qui relèvent de ce qu’on appelle parfois la « plateformisation ». Elles représentent une évolution dans les modalités de conception et d’utilisation de la micro-informatique. La conjugaison des activités d’Intel en recherche et développement (RD) axées sur l’utilisateur, sa capacité à faire se vérifier encore et encore la loi de Moore, ses atouts en matière de production ainsi que l’écosystème au sein duquel s’inscrivent ses produits lui permettent de mettre au point ces nouvelles fonctionnalités ainsi que d’en faire profiter le monde entier.
Au travers des progrès qu’elles procurent dans les domaines de la sécurité, du multitâche, de la mobilité, de l’administrabilité, de fiabilité, de la flexibilité, des performances, etc., les T assurent à Intel la capacité à doter les plates-formes, à tous les niveaux de l’informatique, de qualités directement profitables à l’utilisateur. Pour renforcer les moyens au service de cette action, l’entreprise a infléchi sa stratégie et réduit les moyens qu’elle consacrait jusque-là à des projets uniquement tournés vers la hausse des fréquences d’horloge. C’est ainsi que sa stratégie obéit aujourd’hui à une double priorité : 1º l’architecture multicœur et 2º des technologies de semi-conducteurs au niveau plate-forme (comme les T).
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Prolongement logique de la loi de Moore
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Enoncée en 1965, la théorie qui allait devenir la loi de Moore a jusqu’ici prévu, sans être mise en défaut, qu’à superficie égale d’un circuit intégrée, le nombre des transistors présents sur celui-ci double tous les deux ans environ. Intel a cependant compris que cette progression géométrique du nombre de transistors correspond également à une multiplication des possibilités d’enrichir par des innovations et des possibilités nouvelles les processeurs et les autres composants de la plate-forme. Dans la mesure où elle associe connectivité et gestion électrique aux fonctions habituelles du processeur et du jeu de composants, la technologie processeur Intel® Centrino® en est à ce titre un excellent exemple (voir figure 1).
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Figure 1. C’est en partie par la « plateformisation », c’est-à-dire l’enrichissement des fonctionnalités au niveau de la plate-forme, qu’Intel continue d’applique la loi de Moore. La technologie processeur Intel® Centrino® en est un excellent exemple.
Aujourd’hui, le public l’a compris, les gains de performances peuvent ne pas se limiter à accélérer le fonctionnement des logiciels. Aussi Intel est mieux à même de réaliser l’intégration transparente, sur toute une palette de plates-formes informatiques, de fonctionnalités destinées à tous les utilisateurs. Par l’intermédiaire des T, l’entreprise peut proposer sur les créneaux de la maison et du bureau numérique, de l’informatique en PME et en centre serveur ainsi sur celui de la mobilité de nouvelles plates-formes optimisées pour leur marché — du téléchargement accéléré de films depuis l’Internet à la gestion simultanée et sans effort particulier de plusieurs systèmes d’exploitation par le même ordinateur.
Parmi les autres progrès induits par les T figurent des fonctionnalités matérielles de sécurisation, le multithreading (capacité à faire fonctionner de front plusieurs applications qui sollicitent chacune fortement le processeur), la capacité d’un processeur à accéder à des volumes de données plus importants que ne le lui permet l’architecture 32 bits ainsi que la possibilité de téléadministrer des micro-ordinateurs en réseau même s’ils sont éteints ou bien que leur système d’exploitation ou leur disque dur ne fonctionne pas.
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Les chercheurs d’Intel font régulièrement bénéficier tout le secteur informatique de technologies capitales. La force d’Intel réside en effet dans sa capacité à matérialiser les progrès de la recherche en produits concrets. C’est grâce à ses moyens en matière de RD, d’orientation de la plate-forme et d’inspiration de l’écosystème qu’Intel propose des fonctionnalités nouvelles qui accélèrent le rythme d’apparition de technologies « disruptives » — c’est-à-dire « en rupture » avec le passé, — par exemple l’Internet, le sans-fil et le haut débit.
A chaque phase de l’élaboration d’une T, l’avis des clients et des utilisateurs est sollicité. Il peut par exemple s’agir d’une étude ethnographique sur les modalités d’utilisation possibles ou effectives, au quotidien, de fonctions ou fonctionnalités informatiques existantes ou envisagées. Ceci s’accompagne de la mise en place de processus reproductibles afin de systématiser l’application d’idées nouvelles au niveau concret, autrement dit au niveau des produits.
Intel se tourne également vers ses clients et les autres acteurs de l’écosystème pour obtenir d’eux des suggestions quant à la manière d’améliorer ses produits d’une génération à l’autre. L’entreprise a ainsi interrogé les services informatiques des grandes entreprises, les constructeurs OEM, les éditeurs de logiciels et d’autres interlocuteurs sur l’évolution, notamment, des schémas d’utilisation.
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Voici la liste actuelle des technologies qui composent les T :
- Technologie Hyper-Threading
- Technologies Vanderpool (nom de code Intel)
- Technologie d'extension mémoire 64 bits
- Technologie Intel® AMT
- Technologie LaGrande (nom de code Intel)
Les T déjà mises en œuvre par des plates-formes Intel de grande série sont les technologies Hyper-Threading — nombreuses plates-formes — et d'extension mémoire 64 bits (Intel® 64) — plates-formes d’informatique en PME et en centre serveur. Les autres devraient voir le jour sur diverses plates-formes au cours des deux ou trois prochaines années. La suite de cette page reprend un bref descriptif de chacune d’elles.
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Technologie Hyper-Threading
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Sortie en 2002, elle permet à un processeur physique de se comporter vis-à-vis du système d’exploitation comme s’il était double. Destinée tant aux particuliers qu’aux entreprises quelle que soit leur taille, la technologie Hyper-Threading (HT) stimule les performances en multitâche ainsi que la réactivité des ordinateurs. Elle procure aux utilisateurs des gains de performances lorsqu’ils font appel à plusieurs logiciels en parallèle, par exemple une analyse antivirus ou un encodage vidéo en tache de fond et une partie de jeu vidé en avant-plan. Pour les informaticiens, elle se traduit par un rendement des processeurs, un débit et des performances renforcés.
Son avantage saillant consiste à attribuer et réattribuer aux logiciels les moyens de traitement des processeurs en fonction de leurs besoins. Si la technologie HT optimise le rendement des processeurs, c’est pour permettre aux logiciels de gérer plusieurs unités d’exécution ou flux d’instructions séquentielles en parallèle et donc finaliser plus rapidement plusieurs tâches entreprises de front.
C’est en cela qu’elle préfigure les processeurs bi et multicœurs qui sortiront ces prochaines années. En deux ans depuis sa sortie et toutes plates-formes confondues (PC de bureau, PC portables et serveurs), Intel a livré plus de cinquante millions de processeurs gérant la technologie Hyper-Threading.
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Technologies Vanderpool (VT)
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Le principe de la virtualisation est de permettre à un même ordinateur de gérer en parallèle plusieurs environnements logiciels et d’exploitation. Les « Vanderpool Technologies » (VT, comme Virtualization Technologies) hissent ce principe à un nouveau palier, en assurant un accompagnement matériel et au niveau de la plate-forme grâce auquel la virtualisation est plus transparente et sûre. En partitionnant une configuration pour plusieurs usages distincts, les technologies VT autorisent une plate-forme matérielle à se scinder en plusieurs plates-formes virtuelles (voir figure 2). Dans un foyer, il pourrait par exemple s’agir pour le fils de disputer une partie de jeu vidéo sur son PC dans sa chambre, tandis que son père se sert au salon du même ordinateur pour retoucher des photos sur un terminal portatif.
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Figure 2. Les technologies VT enrichissent la plate-forme d’améliorations matérielles qui permettent à un ordinateur de se scinder en plusieurs environnements d’exploitation virtuels.
Pour l’entreprise aussi, les technologies VT représentent de nombreux avantages : plus grande administrabilité, réduction des interruptions de service et gains de productivité des salariés. Elles permettent ainsi à un administrateur réseau d’effectuer à distance diverses opérations sur des micro-ordinateurs du parc dont il est chargé, sans perturber les utilisateurs dans leur travail. En contribuant à améliorer la résistance et la fiabilité de la plate-forme, elles confèrent aux systèmes d’Architecture Intel continuité de service, rendement et flexibilité dans le cadre de la consolidation des serveurs, la migration à partir de configurations anciennes et la sécurité informatique.
Associées aux logiciels adéquats, elles sont ainsi susceptibles de renforcer la fiabilité et les performances à tous les niveaux de l’informatique, des centres serveurs aux PC grand public. Grâce à la possibilité de gérer plusieurs environnements logiciels indépendants sur autant de partitions d’un même ordinateur, les opérations intervenant sur l’une de celles-ci n’ont aucune incidence sur les autres. De plus, en délégant une partie de l’arbitrage au matériel, elles offrent plusieurs avantages marquants par rapport aux solutions de virtualisation purement logicielles. Elles réduisent en effet les sollicitations logicielles tout en augmentant globalement les performances et la résistance de la solution, car chaque partition virtualisée bénéficie d’un meilleur rendement des moyens matériels.
Les premières plates-formes d’architecture Itanium® appliquant les technologies VT seront disponibles dès 2005, tandis que les plates-formes dotées de processeurs Intel® Xeon® (serveurs, stations de travail) et Pentium® 4 (PC de bureau) bénéficieront de ces dernières en 2006.
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Technologie d'extension mémoire 64 bits
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Lancée en 2004 sur serveurs et stations de travail, la technologie d’extension mémoire 64 bits (Intel® 64) permet aux plates-formes d’accéder à de plus importants volumes de mémoire vive. Ce progrès autorise en l’occurrence un processeur à exécuter des programmes 64 bits, donc récents, ainsi qu’à « adresser » davantage de mémoire qu’un logiciel 32 bits. Avec les compléments matériels et logiciels appropriés, les plates-formes appliquant la technologie Intel 64 peuvent permettre le recours tant à la mémoire vive virtuelle étendue qu’à la mémoire physique.
Le lancement de cette technologie sur PC de bureau est prévu pour 2005 et interviendra en même temps que sortira la version 64 bits de Microsoft Windows* XP Professionnel. Intel met par ailleurs des outils, un accompagnement technique et sa compétence à la disposition des éditeurs souhaitant optimiser leurs solutions pour la technologie Intel 64 et d’autres technologies Intel de niveau plate-forme.
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Dernière-née des T, la technologie Intel AMT (Active Management Technology) vise à simplifier la tâche des informaticiens et des entreprises de toutes tailles. Elle permet en effet aux administrateurs d’accéder à distance à chaque ordinateur d’un parc micro-informatique en réseau, même s’il ne dispose pas d’un système d’exploitation ou d’un disque dur en état de fonctionnement et même s’il est éteint.
Elle a été pensée pour répondre à des problèmes très concrets répertoriés par les services informatiques eux-mêmes et constitue un pas important vers la concrétisation du concept de « bureau numérique ». Elle rend possibles de précieuses fonctionnalités d’administration proactive, de renforcement de la continuité de service, de protection contre les programmes malveillants et de sécurisation de l’information. Elle représente l’une des fonctionnalités qui, parmi d’autres dans le cadre du bureau numérique, renforcent ce qu’il est convenu d’appeler l’« administrabilité ».
Concrètement, elle apporte des solutions à trois des priorités des responsables informatiques : réduire les visites « au chevet » d’un ordinateur, améliorer la gestion comptable du parc et réduire les interruptions de service. A l’aide d’une mémoire non volatile pour enregistrer les informations de manière inviolable, la technologue Intel AMT offre des possibilités de dépannage, de reprise et de gestion du parc qui restent disponibles que le système d’exploitation soit lancé ou non. Son intégration au matériel et au microprogramme contribue à empêcher l’altération intentionnelle ou accidentelle des données d’administration. Elle permet aussi le stockage d’agents de sécurité qui renforcent la protection des ordinateurs, même si le disque dur tombe en panne ou que le système d’exploitation ne fonctionne pas.
Grâce à elle, les informaticiens sont plus facilement en mesure d’assurer la surveillance et la maintenance à distance des plates-formes informatiques en réseau face à divers problèmes, virus et vulnérabilités ainsi qu’à des fins de gestion comptable, sans remettre en cause les libertés de l’utilisateur, notamment en matière de choix (voir figure 3). Elle contribuera par ailleurs à réduire le coût de revient du parc en permettant au service informatique de se consacrer davantage à l’activité opérationnelle de l’entreprise. Elle devrait être disponible en 2005 sur certaines plates-formes Intel.
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Figure 3. Grâce aux possibilités d’intervention par d’autres voies que le réseau local offertes par la technologie Intel® AMT, les services informatiques peuvent assurer la téléadministration des micro-ordinateurs qu’il soient allumés ou éteints et que leur système d’exploitation fonctionne ou non.
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Actuellement, l’une des principales attentes des utilisateurs porte sur la sécurité. Même si une informatique totalement et parfaitement sécurisée est sans doute utopique, il reste néanmoins une marge considérable entre l’actuel et l’idéal, marge que la technologie LaGrande (LT) s’emploie à combler en partie. En protégeant l’exécution et les entrées-sorties (E/S) ainsi qu’en scellant le stockage, elle se traduit par des bases matérielles solides pour mieux préserver les informations sensibles contre les attaques logicielles, sans pour autant transiger sur la convivialité.
La technologie LT représente un ensemble d’améliorations matérielles apportées aux processeurs, jeux de composants et plates-formes Intel qui contribue à préserver la confidentialité et l’intégrité des données créées ou stockées sur un poste client. Les plates-formes qui l’appliqueront constitueront un socle matériel sain pour le renforcement des systèmes d’exploitation et des logiciels. Elles contribueront aussi à tranquilliser les utilisateurs.
Elle sera disponible sur plates-formes pour PC de bureau dès la sortie du système d’exploitation Longhorn de Microsoft, et la NGSCB (Next Generation Secure Computing Base) de cet éditeur exploitera les possibilités qu’elle procure.
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Multiplication des fonctionnalités de niveau plate-forme
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Les modalités d’utilisation des ordinateurs et des objets communicants sont non seulement diverses et variées, mais continuent d’évoluer, comme le font d’ailleurs tous ces appareils eux-mêmes. De plus en plus, la fréquence d’horloge ne sera plus qu’un vecteur de performances parmi d’autres, au fur et à mesure qu’Intel continuera à faire progresser les technologies de threading ainsi que l’architecture bi et multicœur.
L’entreprise poursuivra également ses recherches sur les fonctionnalités nouvelles, directement profitables pour l’utilisateur, qui relèvent des semi-conducteurs et qui sont capables de s’intégrer à toutes les catégories de plates-formes informatiques. Parmi les domaines de recherche concernés figurent l’optimisation de la 3D et de l’animation, l’extraction des données (datamining), le traitement réseau ainsi que la reconnaissance et la synthèse vocales.
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Avec la multiplication des usages des ordinateurs et des objets communicants, la fréquence d’horloge n’est plus qu’un vecteur de performances parmi d’autres. Intel exploite les résultats de ses études de RD axées sur l’utilisateur, sa capacité à vérifier à chaque fois la loi de Moore, ses atouts en termes de production ainsi que le fruit de ses actions visant l’aménagement d’un écosystème le plus riche possible, afin de doter les micro-ordinateurs de fonctionnalités et de possibilités au travers de technologies de niveau plate-forme.
Cette série de technologies intégrées aux processeurs et autres composants de la plate-forme représente une évolution dans les modalités de conception et d’utilisation de l’informatique. Elles se traduisent par des avantages sur tous les plans et dans tous les domaines : sécurité, multitâche, mobilité, administrabilité, fiabilité, flexibilité, performances…
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