L’ordinateur du futur pour les gamers ?

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Les ordinateurs du futur

Le monde moderne ne peut désormais plus se passer de l’informatique, bien que cette technologie semble particulièrement avancée et en évolution soutenue, il n’en est rien ! Derrière la vitrine des derniers composants toujours plus chers et « jolis » se cachent de futurs monstres qui viendront bouleverser le marché des nouvelles technologies. Ordinateur du futur ? Réalité ou illusion ?

 

 

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Les restes de la machine retrouvés à Anticythère

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, l’informatique ne débute pas au XXe (20e) siècle ni même au XIXe (19e) siècle mais avant même Jésus Christ ! Bien que l’on ne parle pas encore “d’informatique”,  “d’ordinateur” et encore moins “d’électronique”, les premières traces de machines de calcul ont étés retrouvées à l’époque grecque. Il s’agit de la machine d’Anticythère ! Maintenant que vous êtes revenus de Wikipédia pour vérifier que je ne me fichais pas de vous, parlons en détails de ce qui fait de cette machine le premier calculateur de l’Histoire : sans doute conçue ou du moins dessinée en totalité ou en partie par Archimède, elle avait pour fonction de donner avec exactitude la position des astres du zodiaque et des cycles de la Lune. Archimède est certes mort en -212 alors que la machine date de -83 (voire -150/-100 selon des recherches plus récentes)  mais je parle bien évidemment du modèle théorique de la machine et du fait que celle-ci ne soit sans doute qu’un exemplaire de série et donc non-unique bien qu’il soit le seul retrouvé à ce jour, je pense par ailleurs que si aucun exemplaire ne nous est parvenu intact, c’est parce que cet objet remet en question les idées du modèle géocentrique de la religion catholique qui aurait valu sa destruction immédiate, en effet, la machine était un assemblage complexe de roues dentées et de mécanismes d’horlogerie qui servaient à représenter avec un exactitude très grande les positions et quartiers de la lune ainsi que des différentes astres du zodiaque et contenait même en bonus un calendrier complet grec et égyptien ! Bien en avance sur son temps, elle mettra d’ailleurs les scientifiques dans un état grand état d’incompréhension car il pensaient que la mécanique moderne avait été inventée bien après J-C.

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La machine reconstituée

Faisons un bond en avant de quelques siècles pour commencer à voir arriver les premiers bouliers qui permettent de simplifier grandement le calcul mental. Vient enfin, un millénaire plus tard, la première “machine à calculer” qui se rapproche plus d’une calculatrice mécanique que d’un ordinateur moderne. J’adore ce genre de machine qui rendent concret de manière mécanique de fastidieux calculs avec une élégance très particulière. Voici d’ailleurs une vidéo qui vous donne un aperçu de leur fonctionnement quand on tente de diviser par zéro (ce qui est impossible) https://youtu.be/443B6f_4n6k .

http://expositions-virtuelles.univ-toulouse.fr/sites/expositions-virtuelles.univ-toulouse.fr/files/styles/image_full/public/0077_1.jpg?itok=HRJBrDtc

Une carte perforée pour ordinateur

Après les premières machines mécaniques viennent les premières machines électriques, ou plutôt, “électro-mécaniques”. Elles tirent parti de cartes perforées selon un protocole précis pour coder des information et les traiter en les lisant directement via des sondes qui s’enfoncent dans les trous de la carte en fermant ainsi un circuit électrique. Elles furent utilisées pour la première fois dans le but de recenser la population américaine de manière plus précise et rapide qu’auparavant. Ce système fut utilisé pour stocker et enregistrer des données sur les premiers calculateurs électroniques.

 

 

 

 

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Un exemple d’ordinateur à tubes électroniques

La première génération d’ordinateurs “modernes” débute en 1945 avec l’utilisation des tubes à vide permettant d’entrer dans l’informatique « moderne » (en termes de fonctionnement). Ces premiers ordinateurs, bien que très massifs et lents, sont composés des même structures que nos ordinateurs actuels ! Il y a bien évidemment le calculateur (pas de processeur à l’époque !!!), le lecteur (entrée), la mémoire vive, et l’affichage (sortie). Bien sûr, les supports ainsi que la taille monstrueuse de ces machines rendait le tout très lent pour notre époque et ne permettait que des calculs arithmétiques simples.

C’est alors qu’apparaît le transistor (et les semi-conducteurs en général) ! Véritable révolution, il permet de réduire la taille des machines, baisser leur consommation et considérablement augmenter la vitesse de calcul ! Nous sommes alors à la deuxième génération d’ordinateurs.

La compacité des transistor (qui augmente considérablement avec le temps) permet alors de concevoir des composants autonomes capables de réaliser des opérations de tout type et ne pas nécessiter de circuit spécifique à un type de calcul, le processeur est né. La taille réduite fait alors entrer l’infromatique dans la troisième génération, celle des microprocesseurs ! Ces composants montés sur des cartes électroniques permettent de simplifier et de rendre fiable l’informatique pour le domaine de l’industrie et des particuliers qui peuvent commencer à s’en acheter sans risques.

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Représentation artistique d’un processeur

Vient ensuite la génération actuelle des ordinateurs, la quatrième. Elle se différencie par le nombre de transistors dans les microprocesseurs qui passe au dessus du million de transistors (nous sommes même au delà du milliard actuellement).

Aujourd’hui, les ordinateurs sont composés de systèmes très particuliers et le fonctionnement est le même pour tout système. Il y a le processeur qui est piloté par la carte mère elle même connectée à de la mémoire vive, un disque de stockage de données en dur et d’autres interfaces et lecteurs (USB, Jack, Ethernet, Wifi / Bluetooth, CD/DVD/Blu-ray etc). Pour les gamers, et de manière générale, on utilise aussi une carte graphique qui permet une optimisation des calculs graphiques et physiques pour les jeux et applications 3D (ce sont des processeurs spécialisés dans le domaine graphique/3D/physique). Les générations s’enchaînent ainsi que la vitesse et la quantité de stockage de nos appareils ne cesse d’augmenter mais le fonctionnement même commence à étouffer doucement la technologie. En effet, la taille des transistors devient si petite qu’il n’est plus possible de la réduire sans commencer à interagir avec le domaine quantique de la matière (on vas en parler juste après). De plus, l’électricité à tendance à provoquer de nombreux échauffements et nécessite des composants rares, chers et polluants. La nouvelle génération d’ordinateurs (la cinquième), aura pour objectif de pallier à la vitesse limitée de l’électricité et à réduire les échauffements car il n’est plus possible de réduire la taille des processeurs en raison de la frontière quantique, on doit donc doper la vitesse des circuit existants. Ces nouveaux circuits devront aussi être composés de circuits moins polluants (les “cartes vertes”).

 

Parlons maintenant des générations futures, c’est à dire bien après cette cinquième génération.

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Cellule de traitement optique

La génération des ordinateurs actuels utilisent les électrons (l’électricité) pour traiter et transmettre l’information. Bien que cela fonctionne très correctement, reste le problème de la vitesse, et surtout, de l’échauffement des composants électroniques. Leur vitesse est limitée par celle des électrons et les matériaux conducteurs ne sont pas non plus parfaitement conducteurs.

C’est pour répondre à ce problème que des chercheurs et ingénieurs ont commencés à travailler sur des ordinateurs utilisant un autre porteur de l’information, la lumière ! Celle-ci est très rapide (car C’EST la plus rapide !) et les contraintes d’échauffements sont quasi-inexistantes. Le problème de cette technologie est que les composants actuellement utilisés ne sont pas capables d’égaliser la variété de composants différents qu’offre l’électronique, et surtout, elle ne permet pas de réaliser des systèmes dits “séquentiels” mais presque exclusivement des systèmes “linéaires” (les systèmes linéaires « calculent » leur résultat immédiatement à partir des informations en entrée alors qu’un système séquentiel utilise la valeur sortie précédente en plus des entrées pour renvoyer un résultat. C’est un concept très utilisé en électronique). Ce système a cependant l’avantage de faciliter les opérations de traitement optiques (caméras) et de simplifier et booster la transmission à travers les fibres optiques. C’est l’une des rares technologie qui a réellement la possibilité d’envahir le marché des machines du futur pour les particuliers (PC à lumière :-D).

 

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Cellule quantique utilisée par les ordinateurs quantiques

Mais que ce passe t’il si on commence à penser plus “petit” ? Le monde de l’infiniment petit n’a pas encore révélé tous ses secrets au chercheurs ( un proverbe dit que : ”Si tu a compris la mécanique quantique, c’est que tu ne l’a pas comprise”). Vous vous en doutiez, nous allons parler des ordinateurs quantiques !

Avant de commencer, je dois cependant commencer par calmer les optimistes, cette technologie n’arrivera sans doute pas dans notre salon car elle ne permet pas de réaliser les mêmes tâches que nos bons vieux PC électroniques. Les propriétés quantiques de certaines particules permettent en effet de simplifier certains algorithmes voir d’en permettre d’autres qui s’avéraient impossibles ! La mécanique quantique permet de nombreuses entorses à la physique et ainsi change la manière que nous avons de traiter les informations. Par exemple, un ordinateur normal qui cherche un caractère dans une base de donnée vas en réalité chercher le caractère dans tous les éléments de la base un à un ! Un ordinateur quantique effectue la même recherche à la racine carrée du temps de l’ordinateur normal car il cherche dans TOUTE la base en même temps (fonctionnement très simplifié). De plus, alors que la puissance des ordinateurs croit linéairement (2 cœur + 1 cœur = 3*1 cœur de puissance), la puissance de calcul quantique croit exponentiellement (2 cœurs + 1 cœur=(2 cœurs)²=2*2 cœurs=4 cœurs). Cela signifie qu’il est possible de dépasser des puissances d’ordinateurs classiques très facilement en ajoutant quelques cœurs. Il est alors possible d’atteindre des puissances permettant de “simuler” l’univers entier avec seulement 300 cœurs quantiques (2^300~=2.04*10^90 cœurs classiques soit le nombre 204 avec 88 zéros après). Bien sûr, les applications physiques sont nombreuses mais la réalité pour nous autres les gamers n’est pas la même. Au pire cela permettra de transmettre des informations via un codage quantique plus sécurisé voire littéralement de transmettre des informations sans contrainte de vitesse (effet d’intrication quantique dont la réaction est instantanée mais il est peu probable que cela soit exploitable).

 

Après l’ordinateur quantique, qui doit en décevoir certains, il est temps de s’intéresser à une autre technologie qui pourrait quant à elle débarquer dans notre salon, l’ordinateur neuronal !

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Nerve Gear présent dans la série Sword Art Online

Bien sur il ne s’agit pas d’utiliser un cerveau tout rose dans une bocal transparent avec des fils qui seraient relié à je ne sais quel machinerie pour obtenir un ordinateur fonctionnel (et qui fonctionnerait donc avec du sucre ?). Il faut dissocier deux technologies différentes : L’ordinateur à architecture neuronale et le système d’interface neuronal. Le premier utiliserait une association de micro-puces indépendantes fonctionnant comme les neurones d’un cerveau pour augmenter la puissance des ordinateurs dans les traitements parallèles. Ce domaine serait bien évidemment à mettre en lien avec les intelligences artificielles qui en bénéficieraient les premières. Il existe déjà certaines Intelligences artificielles utilisant ce procédé mais elles étaient jusqu’à présent simulées par une supercalculateur (ce qui bride énormément le processus). La deuxième technologie utiliserait un dispositif capable d’interagir avec le cerveau pour lui transmettre des informations et en récupérer. Cette technologie fait rapidement penser à des animés comme Sword Art Online ou encore le film Total Recall qui manipulaient tout deux le cerveau pour plonger leur utilisateur dans un monde parallèle ou modifier ses souvenirs. Cette technologie, bien que très excitante notamment après l’explosion de la réalité virtuelle et des casque VR, ne verra sans doute pas le jour avant longtemps notamment car la possibilité de manipuler et tromper le cerveau risque de retarder les autorisations de diffusion tant que la sécurité des utilisateurs ne sera pas assurée.

 

 

Maintenant que nous avons vu des technologies qui sont susceptibles d’arriver à notre portée, parlons d’une technologie qui ne sera jamais commercialisée pour les particuliers mais qui … pète la classe !

http://gnosticwarrior.com/wp-content/uploads/2016/02/dna-computer.jpgNous avons l’ordinateur amélioré, l’ordinateur à lumière, l’ordinateur quantique et enfin l’ordinateur neuronal … Quel genre d’ordinateur pourrait surpasser les précédents ? L’ordinateur à ADN ! Oui, Oui ! Ce type de machine n’est bien évidemment pas exploitable pour les gamers mais il risque de créer quelques petites révolutions. Cet ordinateur fonctionne grâce à un bain d’enzymes conçues pour traiter l’ADN comme le font nos cellules. Elles sont capables de trouver des modèles particuliers de séquences d’ADN dans une molécule entière et de les modifier, découper et amplifier. Ce système permet d’effectuer des modifications très précises sur un génome et, surtout, d’isoler une séquence voulue. Grâce à cela, il est possible de laisser ces enzymes trouver et isoler des séquences au lieu de les calculer dans un ordinateur classique. Cette technologie est la plus susceptible de devenir réalité car elle a même déjà été en partie testée et approuvée ceci notamment grâce à l’aide des dernières recherches sur CRISPR, une technique permettant ces modification très précises. Cette machine à même été utilisée pour une partie de morpion par des chercheurs, la partie coûte cher mais le protocole utilisé a permis des avancées dans le domaine.

 

Voici donc un aperçu des ordinateurs du futur. Je rappelle que les informations fournies sont susceptibles de ne plus être valides à l’avenir car les recherches dans le domaines évoluent rapidement. Sachez aussi que certaines affirmation avancées sont présentées selon mon avis propre sur la question !

 

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Pour plus d’informations je vous invite à effectuer vos propres recherches sur le sujet et vous faire votre propre avis sur la question. Bien sûr, vous pouvez m’envoyer vos questions et demandes à mon adresse mail redace@logicmg.fr