La présentation par BRAS du premier processeur entièrement construit en plastique ouvre les portes de nouveaux marchés dans lesquels le silicium n'a pas d'entrée et de nouvelles possibilités d'utilisation qui n'étaient pas possibles auparavant. Dans un monde où nous sommes passés au paradigme de l'Internet des objets, où chaque appareil est connecté aux autres, l'arrivée des processeurs sans silicium change totalement la donne. Est-il possible de créer matériel sans silicium ?
Le silicium est sans aucun doute l'élément de base pour la construction des semi-conducteurs et toute la technologie actuelle des semi-conducteurs est basée sur l'utilisation des lingots de silicium pour la création de nouvelles puces, car ce matériau a d'excellentes propriétés pour cette tâche. C'est pourquoi nous ne pouvons pas nous attendre à ce que l'utilisation d'électronique sans silicium nous donne même une performance qui s'en rapproche.
Cependant, il existe des marchés où l'utilisation de puces construites sans silicium promet d'être révolutionnaire et de prendre un virage à 180°, au-delà de changer notre façon d'interagir au quotidien. Il est clair que les processeurs basés sur une électronique sans silicium ont un grand nombre de sorties utiles. Voyons donc quelques exemples développés ces dernières années.
Logique nanomagnétique et nanotubes de carbone
L'une des clés pour obtenir l'utilisation de matériaux autres que le silicium est de remplacer l'utilisation de signaux électriques par des formes alternatives. L'un d'eux est nanomagnétique logique, qui repose sur l'utilisation de nano-aimants où il est possible de construire des processeurs avec des métaux autres que le silicium. Puisqu'aucun courant électrique ne serait utilisé, ces processeurs fonctionneraient avec une très faible consommation et permettraient de les mettre en œuvre dans des endroits où la dépendance à l'énergie pour faire fonctionner le processeur ne serait plus un problème.
Autre solution, les nanotubes de carbone, qui reposent sur l'utilisation de molécules de graphène qui ont la particularité de pouvoir être utilisées comme matériau semi-conducteur comme le silicium, et donc on s'attend à ce qu'il soit le matériau le plus prometteur en matière de remplacer le silicium. Pour le moment aucun processeur commercial n'a été annoncé et donc pour le marché de masse. Cependant, le graphène est considéré comme un matériau conçu pour résoudre certains des problèmes inhérents au silicium et est davantage considéré comme un matériau d'avenir et de remplacement plutôt qu'une alternative.
Microcontrôleurs sans plastique et sans silicone
En juillet 2021, ARM a présenté ce qu'ils ont appelé Bras en plastique , le premier processeur entièrement construit en plastique de l'histoire et non, n'imaginez pas quelque chose de comparable même à un APU de smartphone bas de gamme, puisqu'il s'agit d'un microcontrôleur monocœur très rudimentaire avec un cœur 32 bits basé sur le ISA ARM v7 , 128 octets de RAM et 456 octets de ROM, ceci étant une implémentation du Cortex M0. Bien sûr, avec une vitesse très modeste de 20 kHz , il y a donc une énorme marge d'amélioration, bien que nous prenions en compte le type de matériau utilisé, et c'est que le plastique n'est pas précisément connu pour être précisément un élément conducteur de l'électricité.
Quel est son principal avantage ? Ils sont très bon marché à fabriquer par rapport à une puce conventionnelle. Et à quoi ça sert ? Eh bien, beaucoup, par exemple, nous pouvons le placer dans le récipient alimentaire et le combiner avec de petits capteurs qui avertissent de l'état de la nourriture à tout moment et ce ne serait pas la seule utilité, car cela servirait également à stocker des informations telles que que sa composition chimique, son apport nutritionnel ou encore ses allergènes. Et la chose ne se limite pas seulement à la nourriture, mais aussi à ce qu'est l'habillement. Vous avez jeté l'étiquette de votre vêtement préféré et fait des dégâts en le lavant ? Ne vous inquiétez pas, vous pourrez à nouveau vérifier les informations.
Une autre utilité serait pour la construction de cartes et/ou de cartes dans des jeux de société, où chaque élément qui possède l'un de ces microcontrôleurs sans silicium pourrait interagir directement avec d'autres cartes ou même avec le plateau de jeu. On peut même trouver des éléments de merchandising et de promotion avec ce type de puces intégrées qui interagissent avec d'autres appareils. Imaginez, par exemple, acheter un produit prêt à cuire dans lequel vous n'avez qu'à communiquer le microcontrôleur en plastique avec le four et que celui-ci est configuré directement. Comme vous pouvez le voir, il existe de nombreux services publics et la grande majorité d'entre eux sont sûrement en cours.
Verre, interfaces optiques et « matériel sans silicium »
On va tricher ici, puisque le verre est en partie fait de silicium. Lorsque nous parlons de processeurs ou de matériel sans silicium, nous faisons référence à ceux qui ne sont pas construits à partir de lingots de silicium purifiés, donc le verre entre dans cette catégorie. Nous avons l'exemple du IonQ entreprise qui a réussi à développer des éléments de base pour la construction de processeurs avec ce matériau.
Nous avons déjà dit que le gros problème aujourd'hui pour faire progresser le matériel réside dans le coût énergétique du mouvement des données. Un problème qui au niveau du PC domestique ne nous concerne pas, mais c'est l'épouvantail des futures conceptions des supercalculateurs les plus puissants. Comment pallier le problème de la consommation et augmenter les performances ? L'utilisation d'interfaces optiques où au lieu d'utiliser des électrons, des photons sont utilisés pour transmettre des informations.
Le problème est que la construction d'une structure en verre est beaucoup plus coûteuse et moins flexible qu'une structure en plastique. Et pour le moment en dehors des interfaces pour interconnecter des cartes graphiques à grande distance ou pour la construction et interposeurs il ne semble pas y avoir de demande sur le marché de masse pour l'utilisation d'interfaces haut débit construites sans silicium. N'oublions pas que l'utilisation de processeurs à base de puces multiples sur un interposeur n'est pas le pain quotidien et donc il faudra du temps pour voir apparaître des interposeurs en verre et sûrement dans des produits à diffusion très limitée ou pour des marchés très spécialisés.
