Intel présente un processeur pouvant être alimenté par l’énergie d’une pomme de terre

La semaine dernière Intel a dévoilé un processeur à faible consommation qui est tellement peu gourmant en énergie qu’il peut facilement être alimenté par une cellule photovoltaïque, l’énergie cinétique généré lors de mouvements ou même l’électricité récupérable à partir du potentiel chimique d’une pomme de terre !

La semaine dernière Intel a dévoilé un processeur à faible consommation qui est tellement peu gourmant en énergie qu’il peut facilement être alimenté par une cellule photovoltaïque, l’énergie cinétique généré lors de mouvements ou même l’électricité récupérable à partir du potentiel chimique de fruits et légumes variés !

On parle souvent de nouvelles batteries qui tiennent plus longtemps sans en augmenter considérablement la taille ou le temps de chargement, mais une autre piste pour améliorer le temps de veille des appareils mobiles est la réduction de la consommation en énergie des composants qui les constituent, en commençant par le microprocesseur.

C’est dans cette optique que le 15 septembre, Intel a dévoilé un nouveau processeur capable d’être opérationnel à un « tension proche du seuil de fonctionnement » (near-threshold voltage). Pour comprendre cela, il faut savoir qu’un microprocesseur est fondamentalement composé d’une seule chose : des transistors qui sont des composants électroniques  permettant quand on les assemble de réaliser des opérations arithmétiques. La vitesse en Hertz du processeur de votre ordinateur correspond au nombre d’opérations basiques que les transistors qui le composent peuvent effectuer par seconde (c’est une fréquence donc).

Bref sans entrer dans les détails, un transistor possède une tension électrique minimum à laquelle il peut fonctionner. En dessous de cette tension, le signal électrique fournit n’est pas suffisant pour que le semi-conducteur le fasse passer. C’est donc à une tension très proche de cette valeur limite que le nouveau processeur d’Intel fonctionne, permettant une grande économie d’énergie. En effet aujourd’hui la plupart des puces commercialisées fonctionnent à 1 Volt ou plus, mais ce processeur lui peut fonctionner à 500 millivolts soit moitié moins, ce qui peut correspondre à une économie d’énergie de 5 à 10 fois par opération effectuée !

Intel précise :

Ce CPU de test (nom de code « Claremont ») fonctionne vite quand c’est nécessaire mais la consommation d’énergie tombe sous les 10 milliwatts quand la charge de travail est faible, c’est suffisamment peu pour être alimenté par une pile solaire de la taille d’un timbre […] Ce processeur ne deviendra pas un produit en lui-même mais les résultats de ces recherches pourraient accélérer l’intégration de circuits fonctionnant proche du seuil de voltage dans des produits futurs, en réduisant leur consommation d’un facteur 5 ou plus, augmentant ainsi le temps de veille des appareils mobiles.[…] Nous avons utilisé une pile solaire pour la démonstration pour montrer le peu d’énergie nécessaire, mais le processeur pourrait fonctionner avec n’importe quelle source d’énergie.

Une pile pomme de terre par exemple, les gens ayant joué à Portal 2 comprendront la référence 🙂 Bref une avancée qui semble prometteuse en attendant de voir les premiers produits qui, espérons-le, amélioreront un peu l’autonomie de notre joujoux portables en tout genre.


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21 commentaires

  1. C’est une amélioration intéressante. Le soucis, c’est qu’on va approcher d’une limite. Celle du seuil de fonctionnement en veille. Or, ce seuil, pour le commun des mortels est inintéressant puis qu’il ne sera jamais atteint. Même à l’heure actuelle.

    Ex:

    Mon iPhone peut tenir 5 jours en veille, et en gros 2 jours en utilisation normale. Du coup, mon iPhone sera forcement sur secteur AVANT d’avoir atteint les 5 jours.

    Donc, passer l’autonomie en vieille a 30 jours n’a globalement aucun intérêt ou presque, sauf pour le milieu industriel.

    Le soucis actuel, c’est qu’on est pas capable de faire diminuer le coût énergétique d’un processeur à pleine charge (ou très très peu). Les seules « magouilles » consiste, comme avec des proc ARM, à baisser la fréquence le plus souvent possible.

    Il serait intéressant donc que les constructeur se penche sur ce vrai problème qu’est l’autonomie à charge utile.

    Ou au moyen de booster la capacité des baterie, ou au moyen de les faire se recharger « à la volé » par d’autre moyen que le secteur.

  2. Bientôt on pourra faire fonctionner sa baraque en fumant un joint ou en cultivant des patates.
    Tout cela prône un retour à la campagne, c’est bien : maison passive, potager et hop je vends mon surplus d’énergie à EDF.
    En plus, grâce à mes patates, j’exploite des milliers de processeurs et je sers le projet SETI (ah mince, il est abandonné faute de crédits ; bon, on va calculer des clés 256 bits alors).

    db

  3. Hum, j’ai comme un doute là.

    Comment le proc sait-il que la machine est en « semi-veille » ?
    Récupérer ses courriels est une tâche applicative sur lequel le processeur n’a aucune prise, non plus que le noyau.
    C’est l’application de courriel qui va aller sussurer au proc : « ne te réveille pas complètement, il fait encore nuit, je ne fais que passer dans la chambre » ?
    Je vois bien un Thunderbird faire ça tiens.

    Qu’est ce qui distingue la récupération de courriels en temps normal (écran allumé) d’une récupération appareil rangé ?
    Rien, c’est le même processus.

    Il faut donc quelque chose (un daemon, un processus) qui distingue l’état de fonctionnement normal d’un état semi-léthargique et qui en informe le processeur.
    Mais sur quoi se baser pour définir cet état semi-léthargique ?
    Car ce n’est pas parce que l’écran est éteint et que la machine est rangée que l’on a pas un processus gourmand qui tourne en arrière-plan et pour une bonne cause : traitement batch par exemple.

    Alors quoi ? Un gros bouton qui permettra de dire : « a’ié tu peux passer en mode semi-léthargique » !
    Vachement pratique tiens.

    Intéressant techniquement parlant mais côté pratique, bof, bof.

    db

    • Jean-Baptiste

      @Gourmet : Hmmm les contrôles préprocesseurs sont à la mode rien que pour les multi core ou des choses comme ça il faut un traitement avant d’envoyer les calculs à la puce. Donc pourquoi pas un mini processeur de contrôle et de pilotage du mode de fonctionnement du CPU principal, je crois que ce genre de chose se fait déjà en fait.

  4. J’avais effectivement lu cela il y a quelques jours, mais il me semble que cette conso est exprimée en idle ( passif ). Dès que le processeur fonctionne vraiment, genre en regardant une vidéo, la conso devient bien plus sérieuse, proche d’un cpu classique

  5. voltage proche du seuil de fonctionnement » (near-threshold voltage)

    Ouilles mes pauvres yeux, remplacer Voltage => Tension ça piquera moins 😉

  6. « mais ce processeur lui peut fonctionner à 10 millivolts »

    Ouais bon, ben non, c’est faux.
    Quelques rappels tout de même.
    La tension minimale de jonction (base-émetteur pour un transistor bipolaire) pour qu’un semi-conducteur à base de silicium se mette à conduire (devenir passant) est de l’ordre de 0,7 V et non de 10 mV !
    Ca augmente avec l’intensité au collecteur (entre autres).
    Le near-threshold ou turn-on voltage est donc de 700 mV.

    La puissance consommée en mode idle est de 10 mW (W et non V).
    Il y a confusion entre des volts et des watts.

    Merci de corriger.

    db

    db

  7. Intel parle d’un processeur, mais pas d’un processeur permettant de faire tourner un smartphone ou un PC !

    Leur innovation tient au fait que ce processeur ne nécessite pas d’augmenter une tension faible (ex : 0.6V) avec un convertisseur DCDC et donc d’économiser les pertes de cette conversion.
    Mais faire fonctionner un CPU avec une pomme de terre n’a rien d’innovant !
    N’importe quel petit CPU peut le faire à condition d’avoir une tension suffisamment haute (1.8V généralement).
    Pareil pour la consommation, aujourd’hui on descend en dessous du µA en veille (soit à peu près le double en µW avec une tension de 1.8V).

    Yvan

    • Jean-Baptiste

      @ybou : « Intel parle d’un processeur, mais pas d’un processeur permettant de faire tourner un smartphone ou un PC ! » c’est exactement ce que j’ai dit, voir la fin de l’article…

  8. On vas certainement voir des avancées technologiques dans ce sens dans les années à venir. Je suis sûr qu’on arriveras au point où nous pourrons utiliser la chaleur ambiante pour alimenter nos appareils tout en refroidissant l’air trop chaud.

  9. – dont les yeux ne se remettront probablement jamais –

    @Jean-Baptiste: Je me suis tellement fait descendre par mes profs d’électroniques car je disait voltage et courant à mes début.. maintenant je défend la cause électronicienne 🙂 (ps mon opticien m’a dit que j’ai frôllé la catastrophe, mais je suis sorti d’affaire :p)

  10. Bonjour,

    Oui c’est vrai et on peut dire qu’il a la patate !…

    D’ailleurs il est parfaitement opérationnel sur les derniers Imac et bientôt il tiendra dans une feuille de cigarette.

    Je suis toujours à l’affût des dernières technologies qui me laissent de plus en plus contemplateur.

    Cordialement.
    Richard

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