Un microprocesseur moderne consomme 40 fois moins d’énergie qu’en 1946

Par Frédéric Bordage  -  08/02/2010

 
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Intel - microprocesseurs - energy efficiency since 1946 - big

La consommation électrique des microprocesseurs a été divisée par 40 en 60 ans.

L’efficience énergétique des ordinateurs est le thème phare du Green IT 1.0. D’une part parce que les centres informatiques (data center) consomment tellement d’énergie qu’il sera bientôt impossible d’y rajouter le moindre serveur, et, d’autre part, parce que le coût de l’énergie ne cesse d’augmenter, alourdissant le budget de la DSI.

Pour rappel, environ 50% de la consommation électrique du système d’information provient du parc utilisateur (ordinateurs et imprimantes), 30% des centres informatiques (serveurs et équipements de réseau). Les 20% restant sont consommés par la téléphonie.

Pourtant, selon une étude d’Intel (PDF), le nombre de calcul effectués par kWh double tous les 18 mois depuis 1946. Après la miniaturisation des transistors et l’augmentation de la finesse de gravure, les fondeurs se tournent vers la gestion intelligente des multiples cœurs des puces modernes : les cœurs non utilisés sont mis en veille.

Selon nos calculs (basés sur les données d’Intel), la consommation électrique des microprocesseurs a été divisée par 40 en 60 ans (de 1946 à 2006). Mais comme le rappelle IBM, le volume de données numériques a été multiplié par 69 en 10 ans ! La consommation électrique globale du système d’information ne cesse donc augmenter. D’autant qu’à cette croissance exponentielle du volume de données numériques à manipuler, s’ajoute la piètre efficience des logiciels.

Alors que la consommation électrique des microprocesseurs a été divisée par 4,5 entre la sortie officielle de Windows 2000 (février 2000) et celle de Windows Vista (janvier 2007), il faut 10 fois plus de ressources (mémoire, processeur, espace disque) pour envoyer un e-mail ou écrire un texte. Autrement dit, sans les progrès réalisés par Intel et AMD, l’utilisation de Windows Vista nécessiterait 45 fois plus d’énergie que celle de Windows 2000 ! On croit rêver…

Malheureusement, ce constat n’est pas propre au système d’exploitation de Microsoft et touche toute la couche logicielle.

Pour réellement améliorer leur facture électrique (un projet de plus en plus inévitable) tout en réduisant l’empreinte de l’IT, les directions informatiques (DSI) devraient donc surtout s’intéresser à deux sujets totalement délaissés pour le moment :
- la gouvernance des applications et des données,
- mettre la pression aux éditeurs pour qu’ils arrêtent de coder avec leurs pieds et qu’ils optimisent enfin l’empreinte ressource de leurs logiciels.

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Commentaires

@Fred,

Attention ce n’est pas la consommation électrique qui a été divisée par 40 mais l’efficacité énergétique(ratio performance par watt) qui s’est améliorée.

Cela est principalement due à la loi de moore (dont on arrive à la limite ?) qui dit que la puissance des microprocesseurs double tous les 18 mois.

La seule consommation électrique des processeurs a plutôt augmentée ces dernières années indépendamment de leur très forte évolution en puissance (exemple dans l’étude du CNRS http://www.ecoinfo.cnrs.fr/IMG/ppt/CIRM_Utiliser_les_outils_informatique…).

Tristan.Labaume le 08/02/2010

@Tristan : conso => efficacité, oups… effectivement. Ceci dit, l’objet de l’article est de montrer le facteur multiplicatif de la couche logicielle avec la couche matérielle. Et de rappeler que le matériel évolue bien ces dernières années et que les entreprises doivent aussi (surtout ?) porter leurs efforts sur la gouvernance (données, applications) et sur la couche logicielle. Car, finalement, on change des machines qui fonctionnent très bien uniquement parce que la couche logiciel en demande toujours plus.

admin le 08/02/2010

@admin : Car, finalement, on change des machines qui fonctionnent très bien uniquement parce que la couche logiciel en demande toujours plus.

Très juste ! C’est d’ailleurs un des points qui militent concrètement dans le sens de l’utilisation de solutions linux.
Nombreux sont les commentaires illustrant la nouvelle jeunesse donnée à ces machines “condamnées” (parce que jugées poussives) grâce à l’adoption d’une alternative linux…

manuel p. (non vérifié) le 08/02/2010

@manuel p. : oui, Linux est parfois une solution. Mais pas toujours. Mais ce n’est pas un problème propre à Microsoft. Exemple : lecteur PDF d’Adobe (Reader) Vs Foxit Reader. Le second nécessite 10 fois moins de ressources que le premier.

admin le 08/02/2010

C’est certain, les logiciels lourds et/ou mal écrits/optimisés ne sont pas l’exclusivité de MS… Ils ont des challengers.

Mais voit-on vraiment des utilisateurs se “débarrasser” d’un PC parce que le lecteur PDF d’Adobe ou tel ou tel autre logiciel est lent à s’exécuter ?
Sans doute un peu, mais certainement beaucoup moins que ceux qui auront balancé leurs configurations avec l’apparition d’un nouveau Windows, on pense bien entendu tout de suite à Vista en son temps.
Non ?

manuel p. (non vérifié) le 08/02/2010

bonjour,

Sur le graphe, la progression n’est pas linéaire, on passe de 1.E+3 à 1.E+14. Comment on peut arriver dans l’article à des facteurs aussi faibles (40) ?
Y a pas comme un gros blème dans les calculs ?

Sur le chapitre du codage avec les pieds, mieux vaudrait ne pas en faire des tonnes et surtout pas rester dans un flou provocateur.
Faut-il comprendre que avant (en 1946 ?) c’était mieux ? Veut-on faire croire que les serveurs consommeraient beaucoup moins de courant électrique si le code était meilleur ?

S’il faut commencer à traiter de la complexité cyclométrique, ce n’est pas certain qu’on arrive quelque part. Et si on ne parle pas des notions de génie logiciel, alors de quoi parle t’on ? Pieds et chaussettes peut-être ?
ça fait un peu léger comme argumentaire.

perplexe (non vérifié) le 08/02/2010

@perplexe : il y a deux dimensions à la problématique :
- la consommation des serveurs,
- les ressources nécessaire pour exécuter un algorithme.

Les fabricants font des efforts et progressent constamment du côté du ratio performance (nbre de traitements / kWh).

En revanche, force est de constater qu’il faut moins de ressources (et proportionnellement moins de kWh) pour exécuter le même algo écrit en assembleur Vs en Java, C#, PHP, etc. Le récent exemple de Facebook est là pour le rappeler.

Donc, je maintiens et (re)signe : les éditeurs et les développeurs doivent réapprendre à coder. Dit autrement, il faut revoir le trade off entre rentabilité / coût de revient d’une application à court et long terme. Si l’on calcule le coût complet d’une appli dans les 10 prochaines année, le coût énergétique par transaction / traitement ne va cesser d’augmenter.

Donc, il est peut être intéressant de réfléchir à nouveau à un compromis raisonnable entre l’empilement indécent des couches logiciels toutes moins optimisées les unes que les autres depuis 10 ans et un retour à l’assembleur.

admin le 08/02/2010

“Un microprocesseur moderne consomme 40 fois moins d’énergie qu’en 1946”

Titre érroné, les premiers microprocesseur sont apparue vers 1970 …

Ploucman (non vérifié) le 03/05/2010

@Ploucman : bien vu. J’ai volontairement caricaturé. Un titre plus juste aurait été “40 fois moins d’énergie qu’en 1946 pour réaliser le même traitement informatique”.

admin le 03/05/2010

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