Quelques réflexions sur le futur de linformatique Bernard Ourghanlian Directeur Technique et Sécurité – Microsoft France

Quelques réflexions sur le Quelques réflexions sur le futur de l’informatiquefutur de l’informatique

Bernard OurghanlianBernard OurghanlianDirecteur Technique et Sécurité – Microsoft FranceDirecteur Technique et Sécurité – Microsoft France

Pour que les choses soient Pour que les choses soient claires…claires…

Le présent est indéfini, Le présent est indéfini,

le futur n’a de réalité le futur n’a de réalité

qu’en tant qu’espoir présent, qu’en tant qu’espoir présent,

le passé n’a de réalité le passé n’a de réalité

qu’en tant que souvenir présent. qu’en tant que souvenir présent.

Jorge Luis BorgesJorge Luis BorgesExtrait de FictionsExtrait de Fictions

Le rapport ops/s/$ a eu trois Le rapport ops/s/$ a eu trois phases de croissancephases de croissance

1.E-06

1.E-03

1.E+00

1.E+03

1.E+06

1.E+09

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

double tous les 7,5 ans

double tous les 2,3 ans

double tous les ans

ops par seconde/$

1890-19451890-1945MécaniqueMécanique

RelaisRelais

Doublement en 7,5 ansDoublement en 7,5 ans

1945-19851945-1985Tube, transistor,..Tube, transistor,..

Doublement en 2,3 ansDoublement en 2,3 ans

1985-20001985-2000MicroprocesseurMicroprocesseur

Doublement en 1 anDoublement en 1 an

Larry Roberts, 1969

La loi de Moore et ses La loi de Moore et ses conséquencesconséquences

• Le rapport prix/performance double tous les 18 Le rapport prix/performance double tous les 18 moismois

• Un facteur 100 par décennieUn facteur 100 par décennie• Progression dans les 18 prochains mois =Progression dans les 18 prochains mois =

la somme de TOUS les progrès précédents la somme de TOUS les progrès précédents– Nouveau stockage = la somme de tout l’ancien stockage Nouveau stockage = la somme de tout l’ancien stockage

(depuis l’origine des temps)(depuis l’origine des temps)– Nouvelles capacités de traitement = la somme de Nouvelles capacités de traitement = la somme de

toutes les anciennes capacités de traitement toutes les anciennes capacités de traitement (depuis l’origine des temps)(depuis l’origine des temps)

• Escherichia coli Escherichia coli double toutes les 20double toutes les 20 minutes !minutes !

15 ans auparavant

010 000 00020 000 00030 000 00040 000 00050 000 00060 000 00070 000 00080 000 00090 000 000

100 000 000

1998 1999 2000 2001

Performances graphiques temps réel

010 000 00020 000 00030 000 00040 000 00050 000 00060 000 00070 000 00080 000 00090 000 000

100 000 000

1998 1999 2000 2001

Performances graphiques temps réel

Triangles/Triangles/secondeseconde

Évolution du graphiqueÉvolution du graphique

• Amélioration par un facteur 100 en 3 ansAmélioration par un facteur 100 en 3 ans

Évolution du stockage de Évolution du stockage de massemasse

• Amélioration par un facteur 8 en 4 ansAmélioration par un facteur 8 en 4 ans

020406080

100120140160

1998 1999 2000 2001

Augmentation de la densité des disques durs des PC

GigaoctetsGigaoctetspar disquepar disque

Réseaux : la loi de Gilder Réseaux : la loi de Gilder 3 fois la bande passante/an pour les 25 prochaines 3 fois la bande passante/an pour les 25 prochaines annéesannées• Aujourd’hui : Aujourd’hui :

– 40 Gb/s par canal (40 Gb/s par canal (λλ))– 12 canaux par fibre (wdm) = 500 Gb/s12 canaux par fibre (wdm) = 500 Gb/s– Groupe de 32 fibres = 16 Tb/s/groupeGroupe de 32 fibres = 16 Tb/s/groupe

• Dans les laboratoires : 3 Tb/s/fibre (400 x WDM)Dans les laboratoires : 3 Tb/s/fibre (400 x WDM)• En théorie 25 Tb/s par fibreEn théorie 25 Tb/s par fibre• 1 Tb/s = la totalité de la bande passante WAN 1 Tb/s = la totalité de la bande passante WAN

aux USA en 1996 !aux USA en 1996 !• La bande passante agrégée double tous les 8 La bande passante agrégée double tous les 8

mois!mois!

1 fibre = 25 Tb/s

Il y a donc quelques Il y a donc quelques tendances favorables de tendances favorables de l’industrie…l’industrie…• La loi de Moore continue de se vérifierLa loi de Moore continue de se vérifier

– La plupart des experts s’accordent pour penser La plupart des experts s’accordent pour penser que la loi de Moore pourrait continuer que la loi de Moore pourrait continuer d’exercer ses effets jusqu’à 16 nm, c’est-à-dire d’exercer ses effets jusqu’à 16 nm, c’est-à-dire jusqu’à 2018 ou 2020jusqu’à 2018 ou 2020

– Après cela, il se probablement nécessaire de Après cela, il se probablement nécessaire de recourir à une sorte de recourir à une sorte de molecular computingmolecular computing ou à d’autres types de paradigmes qui restent ou à d’autres types de paradigmes qui restent à définirà définir

• Les capacités de traitement en parallèle Les capacités de traitement en parallèle augmentent à tous les niveaux :augmentent à tous les niveaux :– Au sein d’un seul chip (plusieurs CPU / Au sein d’un seul chip (plusieurs CPU /

composant aujourd’hui)composant aujourd’hui)– Au sein d’un seul nœud (des dizaines de CPU / Au sein d’un seul nœud (des dizaines de CPU /

PC dès 2006)PC dès 2006)– Au travers la multiplicité de périphériques de Au travers la multiplicité de périphériques de

plus petite taille (cartes à puce, RFID,…)plus petite taille (cartes à puce, RFID,…)

Il y a donc quelques tendances Il y a donc quelques tendances favorables de l’industrie…favorables de l’industrie…• Les bus et interfaces hardware continueront de faire face Les bus et interfaces hardware continueront de faire face

aux évolutions de la loi de Moore en passant de plus en aux évolutions de la loi de Moore en passant de plus en plus du « parallèle » au « série » ce qui aura l’effet de bord plus du « parallèle » au « série » ce qui aura l’effet de bord inattendu d’accélérer la « désagrégation des moyens de inattendu d’accélérer la « désagrégation des moyens de traitements »traitements »

• La bande passante des réseaux locaux continuera La bande passante des réseaux locaux continuera d’augmenter :d’augmenter :– Ethernet 20 Gb sera standard sur les PC dans les 5 ansEthernet 20 Gb sera standard sur les PC dans les 5 ans

• D’ici 3 ans, il sera moins cher d’ajouter une interface radio D’ici 3 ans, il sera moins cher d’ajouter une interface radio à un périphérique plutôt qu’une interface USB :à un périphérique plutôt qu’une interface USB :– Les radios ont l’avantage de suivre la loi de Moore, ce que ne Les radios ont l’avantage de suivre la loi de Moore, ce que ne

permettent pas les câbles de cuivre…permettent pas les câbles de cuivre…– Ces deux courbes de coûts vont bientôt se croiser et il sera Ces deux courbes de coûts vont bientôt se croiser et il sera

plus économique d’ajouter une interface radio plutôt qu’une plus économique d’ajouter une interface radio plutôt qu’une interface USBinterface USB

D’autres tendances D’autres tendances favorables de l’industrie…favorables de l’industrie…

• De nombreux transistors seront utilisés sur les De nombreux transistors seront utilisés sur les NIC afin de remplacer le logiciel qui s’exécute NIC afin de remplacer le logiciel qui s’exécute aujourd’hui dans les CPU :aujourd’hui dans les CPU :– RDMA (RDMA (Remote DMARemote DMA) et ) et TCP OffloadTCP Offload– ChiffrementChiffrement– RAIDRAID– Codec Audio et VideoCodec Audio et Video– ParsingParsing XML et SOAP XML et SOAP

• A partir de la fin de l’année, tous les PC seront A partir de la fin de l’année, tous les PC seront 64 bits64 bits– L’année prochaine pour les portablesL’année prochaine pour les portables

• Tous les PC seront équipés de DSP en standardTous les PC seront équipés de DSP en standard

D’autres tendances favorables D’autres tendances favorables de l’industrie…de l’industrie…

• Les capacités de stockage et la Les capacités de stockage et la puissance des cartes graphiques puissance des cartes graphiques évoluent plus rapidement que la loi de évoluent plus rapidement que la loi de Moore :Moore :– Les capacités disque doublent tous les 12 Les capacités disque doublent tous les 12

moismois– Le débit des processeurs graphiques au Le débit des processeurs graphiques au

sein de leur pipeline double tous les 12 sein de leur pipeline double tous les 12 moismois


• Disques dursDisques durs– La densité par unité de surface des plateaux La densité par unité de surface des plateaux

des disques durs qui a crû d’environ 100 % par des disques durs qui a crû d’environ 100 % par an, continuera d’évoluer sur la base de 50 à 60 an, continuera d’évoluer sur la base de 50 à 60 % par an, ralentissant éventuellement à 30 % % par an, ralentissant éventuellement à 30 % en 2008en 2008

– Un PC typique aura 1 TO en 2008Un PC typique aura 1 TO en 2008– En 2008, la seconde génération de disques En 2008, la seconde génération de disques

SATA (Serial ATA) aura un taux de transfert SATA (Serial ATA) aura un taux de transfert (séquentiel) de 300 MO/s(séquentiel) de 300 MO/s• Il faudra quand même de 4 à 5 heures pour Il faudra quand même de 4 à 5 heures pour

sauvegarder un disque d’un TO (disque à disque)sauvegarder un disque d’un TO (disque à disque)


• Disques amoviblesDisques amovibles– La capacité de stockage des CD et des DVD La capacité de stockage des CD et des DVD

réinscriptibles augmentera à travers les réinscriptibles augmentera à travers les technologies Blu-Ray (50 GO) ou HD-DVD (30 technologies Blu-Ray (50 GO) ou HD-DVD (30 GO) ; ces technologies seront largement GO) ; ces technologies seront largement disponibles en 2006disponibles en 2006

– Il sera possible d’aller jusqu’à 1 TO par disque en Il sera possible d’aller jusqu’à 1 TO par disque en 2012, à travers des techniques telles que le 2012, à travers des techniques telles que le stockage holographique ou les MODS (stockage holographique ou les MODS (multiplexed multiplexed optical disk storageoptical disk storage))

– Il faudra trouver cependant un moyen d’accélérer Il faudra trouver cependant un moyen d’accélérer les taux de transfert vers ces disquesles taux de transfert vers ces disques


• Mémoire flashMémoire flash– La mémoire flash doublera en densité La mémoire flash doublera en densité

chaque année pendant les années à chaque année pendant les années à venirvenir

– Le coût de ces mémoire qui approchera Le coût de ces mémoire qui approchera les 10$ par GO en 2008 (ou avant) les 10$ par GO en 2008 (ou avant) restera cependant infiniment plus cher restera cependant infiniment plus cher que son équivalent en disque durque son équivalent en disque dur

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• La densité des transistors augmente mais La densité des transistors augmente mais

l’écart avec le temps d’accès à la mémoire se l’écart avec le temps d’accès à la mémoire se creuse :creuse :– La densité des transistors sur un CPU augmente La densité des transistors sur un CPU augmente

d’environ 60 % par an (loi de Moore)d’environ 60 % par an (loi de Moore)– Les vitesses d’accès à la mémoire augmentent Les vitesses d’accès à la mémoire augmentent

seulement de 3 % par anseulement de 3 % par an– Cela représente aujourd’hui plus de cycles Cela représente aujourd’hui plus de cycles

d’horloge pour accéder la mémoire centrale depuis d’horloge pour accéder la mémoire centrale depuis un Pentium IV de 2004 que cela ne prenait à un un Pentium IV de 2004 que cela ne prenait à un 80386 en 1988 pour aller récupérer des données 80386 en 1988 pour aller récupérer des données depuis un disque dur (lent)depuis un disque dur (lent)

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…

0

1

10

100

1000

1982

1984

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1997

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2001

2003

nan

ose

con

ds

Intel CPU Cycle Time

Memory Access Time

Temps d’accès CPU/mémoire

Source : Dean Klein, Micron Corporation

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• Intel a atteint la « barrière thermique » et a Intel a atteint la « barrière thermique » et a

annoncé que tous les prochains CPU auraient au annoncé que tous les prochains CPU auraient au moins deux CPU ou plus par composantmoins deux CPU ou plus par composant– Dans le futur, une diminution du temps de cycle sera Dans le futur, une diminution du temps de cycle sera

difficiledifficile– La densité des transistors continuera cependant La densité des transistors continuera cependant

d’augmenter mais avec plus de CPU par composant plutôt d’augmenter mais avec plus de CPU par composant plutôt que sous la forme de processeurs uniques plus rapidesque sous la forme de processeurs uniques plus rapides

– Les nouveaux processeurs n’exhiberons PAS Les nouveaux processeurs n’exhiberons PAS d’augmentation des GHz ou de bien meilleurs nombres de d’augmentation des GHz ou de bien meilleurs nombres de cycle par instruction (CPI) comme dans les années passées cycle par instruction (CPI) comme dans les années passées ; au lieu de cela, on utilisera la loi de Moore pour ; au lieu de cela, on utilisera la loi de Moore pour augmenter le niveau de parallélisme augmenter le niveau de parallélisme

– On parle ici de CPU multi-cœurs et multithreads (Intel les On parle ici de CPU multi-cœurs et multithreads (Intel les appelle hyper-threads ; en fait prolongation de la notion de appelle hyper-threads ; en fait prolongation de la notion de SMT – SMT – Simutaneous MultithreadSimutaneous Multithread))

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• Cette tendance aura d’énormes conséquences Cette tendance aura d’énormes conséquences

sur l’industrie du logicielsur l’industrie du logiciel : :– Un code séquentiel qui s’exécute à une vitesse donnée « x » Un code séquentiel qui s’exécute à une vitesse donnée « x »

tournera toujours à la vitesse « x » 18 mois plus tard sur la tournera toujours à la vitesse « x » 18 mois plus tard sur la prochaine génération de CPUprochaine génération de CPU

– Un code bien conçu capable de s’exécuter en mode parallèle Un code bien conçu capable de s’exécuter en mode parallèle en utilisant les modèles de en utilisant les modèles de threading threading actuels reste très actuels reste très coûteux à écrire, à déboguer et à maintenir au cours du tempscoûteux à écrire, à déboguer et à maintenir au cours du temps

• L’effet de la loi de Moore (effet de second ordre sur la L’effet de la loi de Moore (effet de second ordre sur la vitesse du logiciel) peut désormais être considéré vitesse du logiciel) peut désormais être considéré comme marginal pour tous les codes séquentiels comme marginal pour tous les codes séquentiels existantsexistants– Nous allons devoir être capables de créer du code parallèle Nous allons devoir être capables de créer du code parallèle

((concurrent codeconcurrent code) si l’on veut rejoindre la courbe ) si l’on veut rejoindre la courbe performance/coût du hardwareperformance/coût du hardware

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• Continuation de la prolifération des Continuation de la prolifération des

périphériques embarquéspériphériques embarqués– Les périphériques embarqués de tous types Les périphériques embarqués de tous types

auront des processeurs capables d’exécuter des auront des processeurs capables d’exécuter des applications « riches » pour une très faible applications « riches » pour une très faible consommation de courantconsommation de courant

– Par exemple, les téléphones portables en 2007 Par exemple, les téléphones portables en 2007 seront équivalents, en capacité de traitement, à seront équivalents, en capacité de traitement, à un portable typique d’aujourd’hui, avec un un portable typique d’aujourd’hui, avec un processeur ARM 7 multi-cœur à 1,6 GHz (ou processeur ARM 7 multi-cœur à 1,6 GHz (ou équivalent)équivalent)

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• Reconfigurable ComputingReconfigurable Computing

– Un certain nombre de nouvelles méthodologies de Un certain nombre de nouvelles méthodologies de conception émergentes permettant la mise en œuvre de conception émergentes permettant la mise en œuvre de hardware reconfigurable à la volée bénéficieront hardware reconfigurable à la volée bénéficieront essentiellement à l’embarquéessentiellement à l’embarqué

– Les solutions de Tensilica et Stretch de type SOC Les solutions de Tensilica et Stretch de type SOC ((System On a ChipSystem On a Chip) permettront d’instancier des ) permettront d’instancier des fonctions hardware nouvelles instantanément dans le fonctions hardware nouvelles instantanément dans le hardware (DCT, conversion d’espace de couleurs), en hardware (DCT, conversion d’espace de couleurs), en temps réeltemps réel

– On peut donc imaginer ce type de hardware capable On peut donc imaginer ce type de hardware capable d’instancier « JIT » de nouvelles capacités en temps réel d’instancier « JIT » de nouvelles capacités en temps réel en fonction de la charge : DSP, ou d’autres types de en fonction de la charge : DSP, ou d’autres types de coprocesseurscoprocesseurs

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• GPUGPU

– Les GPU deviennent des entités de calcul et de traitement Les GPU deviennent des entités de calcul et de traitement extrêmement conséquentes – on peut même imaginer extrêmement conséquentes – on peut même imaginer que certains traitement vectoriels puissent utiliser que certains traitement vectoriels puissent utiliser l’énorme quantité de transistors des GPU, leur l’énorme quantité de transistors des GPU, leur architecture naturellement parallèle et leur grande bande architecture naturellement parallèle et leur grande bande passante mémoirepassante mémoire

– En raison de l’apparition d’environnements graphiques En raison de l’apparition d’environnements graphiques PCI Express, cela sera la première fois qu’il puisse être PCI Express, cela sera la première fois qu’il puisse être envisagé de placer un package GPU en dehors d’un PC envisagé de placer un package GPU en dehors d’un PC (on peut imaginer d’augmenter les capacités limitées de (on peut imaginer d’augmenter les capacités limitées de traitement graphique d’un portable par une extension traitement graphique d’un portable par une extension située dans la station d’accueil)située dans la station d’accueil)

– Une éventualité plus spéculative pourrait être de faire Une éventualité plus spéculative pourrait être de faire migrer le GPU dans l’écranmigrer le GPU dans l’écran

– Vers 2010, on pourra imaginer de distribuer les Vers 2010, on pourra imaginer de distribuer les processeurs graphiques afin de gérer les besoins haute processeurs graphiques afin de gérer les besoins haute résolution des moyens d’affichage compositesrésolution des moyens d’affichage composites

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• Généralisation de la mise en place de Généralisation de la mise en place de

machines virtuellesmachines virtuelles– Intel (Vanderpool), AMD (Pacifica) vont Intel (Vanderpool), AMD (Pacifica) vont

introduire une assistance matérielle à la introduire une assistance matérielle à la virtualisation dans très peu de tempsvirtualisation dans très peu de temps

– Microsoft a annoncé lors de WinHEC sa volonté Microsoft a annoncé lors de WinHEC sa volonté de mettre sur le marché un hyperviseur de mettre sur le marché un hyperviseur (bénéficiant également des capacités (bénéficiant également des capacités d’isolation de la mémoire dont NGSCB dotera d’isolation de la mémoire dont NGSCB dotera potentiellement les nouveaux modèles de PC)potentiellement les nouveaux modèles de PC)

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• UFD (UFD (USB Flash DevicesUSB Flash Devices))

– Les UFD vont devenir omniprésents, approchant Les UFD vont devenir omniprésents, approchant les 100 millions d’unité livrées en 2006les 100 millions d’unité livrées en 2006

– En 2010, les UFD pourront détenir jusqu’à 16 GOEn 2010, les UFD pourront détenir jusqu’à 16 GO– Les UFD commencent à ce différencier pour Les UFD commencent à ce différencier pour

attaquer plusieurs segments fonctionnels ; attaquer plusieurs segments fonctionnels ; exemples :exemples :• UFD transportant des profils personnels, paramétrages UFD transportant des profils personnels, paramétrages

réseau, « lettres de créance » réseauréseau, « lettres de créance » réseau• UFD contenant des applicationsUFD contenant des applications• UFD transportant et « cachant » des données et des UFD transportant et « cachant » des données et des

applications d’entreprise (chiffrées), synchronisées lors applications d’entreprise (chiffrées), synchronisées lors de la connexion à l’Internetde la connexion à l’Internet

• Music playersMusic players (tel que l’Ipod mini-shuffle d’Apple). (tel que l’Ipod mini-shuffle d’Apple).

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• Périphériques portablesPériphériques portables

•Les périphériques portables (tels que les Les périphériques portables (tels que les téléphones portables) auront plusieurs mémoires téléphones portables) auront plusieurs mémoires flash qui pourront transporter chacun 2 GO (chip flash qui pourront transporter chacun 2 GO (chip de 16 Gb) en 2008 ; en utilisant plusieurs de ces de 16 Gb) en 2008 ; en utilisant plusieurs de ces flashes, 4 à 8 GO par téléphone devient flashes, 4 à 8 GO par téléphone devient imaginableimaginable

•Les périphériques portables (tels que les Les périphériques portables (tels que les téléphones portables) auront potentiellement des téléphones portables) auront potentiellement des disques durs (1” ou 0,8”) capables de supporter 8 disques durs (1” ou 0,8”) capables de supporter 8 GO à la fin 2005 et potentiellement 32 GO en 2008GO à la fin 2005 et potentiellement 32 GO en 2008

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…

• Mémoire non volatileMémoire non volatile– De nouvelles technologies de NVM De nouvelles technologies de NVM

entreront probablement sur le marché entreront probablement sur le marché entre 2006 et 2010, tout d’abord pour entre 2006 et 2010, tout d’abord pour répondre aux besoins des téléphones répondre aux besoins des téléphones portables et d’autres périphériques portables et d’autres périphériques portablesportables

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• UWB (Ultra-Wide Band)UWB (Ultra-Wide Band)

– Permet la création de PC réellement sans fil (y Permet la création de PC réellement sans fil (y compris pour les accès disques) ; Intel et compris pour les accès disques) ; Intel et d’autres « poussent » les protocoles USB sans d’autres « poussent » les protocoles USB sans fil (au-dessus d’USB) pour en accélérer fil (au-dessus d’USB) pour en accélérer l’adoptionl’adoption

– Les chipsets UWB seront disponibles en 2006 Les chipsets UWB seront disponibles en 2006 (les versions beta sont disponibles aujourd’hui) (les versions beta sont disponibles aujourd’hui) ; leur vitesse d’adoption dépendra de la ; leur vitesse d’adoption dépendra de la stabilisation du standard UWB stabilisation du standard UWB • DS-UWB (DS-UWB (Direct SequenceDirect Sequence) poussé par Motorola) poussé par Motorola• MBOA (MBOA (Multi Band OFDMMulti Band OFDM) poussé par Intel) poussé par Intel

Quelques points Quelques points d’inflexion…d’inflexion…• RFID, NFD et SenseursRFID, NFD et Senseurs

– Nouvelles « races » d’application sans fil et d’interaction Nouvelles « races » d’application sans fil et d’interaction homme – machine en cours d’émergence dans un contexte de homme – machine en cours d’émergence dans un contexte de proximité immédiate (< 30 cm), grâce à l’apparition de proximité immédiate (< 30 cm), grâce à l’apparition de technologies de type NFC (technologies de type NFC (Near Field CommunicationsNear Field Communications), ), incluant des transactions périphérique à périphérique, incluant des transactions périphérique à périphérique, l’authentification, l’appairage des périphériques,…l’authentification, l’appairage des périphériques,…

– De très petits De très petits Smart Dust sensor chips Smart Dust sensor chips qui contiennent un qui contiennent un processeur, de la mémoire et une radio sans fil ainsi qu’un processeur, de la mémoire et une radio sans fil ainsi qu’un senseur vont arriver sur le marché très rapidement (Dust senseur vont arriver sur le marché très rapidement (Dust Networks (Networks (http://www.dust-inc.comhttp://www.dust-inc.com) pour des prx très attractifs ) pour des prx très attractifs (moins de 2$) avec une batterie utilsable pendant 10 ans(moins de 2$) avec une batterie utilsable pendant 10 ans

• Ce type de technologie peut parfaitement s’intégrer dans un Ce type de technologie peut parfaitement s’intégrer dans un réseau P2P avec de réelles capacités d’auto-configuration, réseau P2P avec de réelles capacités d’auto-configuration, autoréparation, sans besoin de serveurs centraux (DNS, sécurité)autoréparation, sans besoin de serveurs centraux (DNS, sécurité)

• Ce type de technologie ouvre la perspective de la notion Ce type de technologie ouvre la perspective de la notion « d’intelligence ambiante »« d’intelligence ambiante »

http://www.dust-inc.com/

Le PC des années 2010…Le PC des années 2010…

• En 2010, on peut imaginer qu’un PC soit constitué de :En 2010, on peut imaginer qu’un PC soit constitué de :– Un processeur à 8 ou 16 cœurs Un processeur à 8 ou 16 cœurs

• StockageStockage• Un disque dur hybride de 3 TO avec une composante rotative classique et 1-Un disque dur hybride de 3 TO avec une composante rotative classique et 1-

2 GO de cache en mémoire flash2 GO de cache en mémoire flash• Un périphérique USB chiffré et amovible contenant le paramétrage de Un périphérique USB chiffré et amovible contenant le paramétrage de

l’environnement de l’utilisateur et les applications de l’entreprisel’environnement de l’utilisateur et les applications de l’entreprise

• ConnectivitéConnectivité• Une interface Ethernet filaire de 20 GO/sUne interface Ethernet filaire de 20 GO/s• Une interface sans fil de type MIMO de 100 Mb/sUne interface sans fil de type MIMO de 100 Mb/s• Une connexion WAN de 1 Mb/sUne connexion WAN de 1 Mb/s• UWB pour les périphériquesUWB pour les périphériques

• Interface homme – machineInterface homme – machine• Navigation par souris ou voixNavigation par souris ou voix• Entrée de données par clavierEntrée de données par clavier• Ecran OLED 30 poucesEcran OLED 30 pouces

• Batterie de 8 heuresBatterie de 8 heures

Le téléphone portable des Le téléphone portable des années 2010… années 2010… • Un processeur ARM doté de 4 cœurs ou plusUn processeur ARM doté de 4 cœurs ou plus• StockageStockage

• Un micro disque dur de 32 GO ou de 8 GO en flashUn micro disque dur de 32 GO ou de 8 GO en flash• Un périphérique USB chiffré et amovible contenant le paramétrage de Un périphérique USB chiffré et amovible contenant le paramétrage de

l’environnement de l’utilisateur et les applications de l’entreprisel’environnement de l’utilisateur et les applications de l’entreprise

• ConnectivitéConnectivité• Une interface sans fil de type MIMO de 100 Mb/sUne interface sans fil de type MIMO de 100 Mb/s• Une connectivité WAN de 1 Mo/sUne connectivité WAN de 1 Mo/s• Une interface UWB pour la connexion d’autre périphériques et d’écrans de Une interface UWB pour la connexion d’autre périphériques et d’écrans de

grande taillegrande taille

• Interface homme – machineInterface homme – machine• Navigation par clavier, voix et joystick Navigation par clavier, voix et joystick • Entrées de données par clavier, voix et potentiellement de nouvelles Entrées de données par clavier, voix et potentiellement de nouvelles

interfaces homme – machine telle que X-navinterfaces homme – machine telle que X-nav• Ecran OLED portable 2-3 poucesEcran OLED portable 2-3 pouces• Projection de l’affichage pour des images 32 pouces en utilisant des LED Projection de l’affichage pour des images 32 pouces en utilisant des LED

blanchesblanches

Le téléphone portable des Le téléphone portable des années 2010…années 2010…

• Une batterie qui dure typiquement de 3 à 5 Une batterie qui dure typiquement de 3 à 5 joursjours

• Autres fonctionnalitésAutres fonctionnalités• Player MP3Player MP3

• Géo-localisationGéo-localisation

• Caméra de 10+ millions de pixels avec une bonne Caméra de 10+ millions de pixels avec une bonne optiqueoptique

• Camara vidéo avec des capacités d’enregistrement Camara vidéo avec des capacités d’enregistrement haute définition directement sur disquehaute définition directement sur disque

• Télévision (via DVB-H) – 8 heures de visualisationTélévision (via DVB-H) – 8 heures de visualisation

• Taille ~ 100 ccTaille ~ 100 cc

Quelques tendances moins Quelques tendances moins favorables de l’industrie…favorables de l’industrie…

• On a déjà vu la problématique de la On a déjà vu la problématique de la « barrière thermique » et de ses « barrière thermique » et de ses conséquences fondamentales sur le conséquences fondamentales sur le monde du logicielmonde du logiciel

• Mais ce n’est pas tout…Mais ce n’est pas tout…


• La complexité du développement et du test du logiciel est en La complexité du développement et du test du logiciel est en augmentation constante :augmentation constante :– Les conceptions de logiciels de grande taille (Windows est un bon Les conceptions de logiciels de grande taille (Windows est un bon

exemple) font face à la « barrière de la complexité », conceptions exemple) font face à la « barrière de la complexité », conceptions qui se complexifient encore en raison de l’augmentation de la taille qui se complexifient encore en raison de l’augmentation de la taille de la matrice de tests (compatibilité ascendante)de la matrice de tests (compatibilité ascendante)

– Il n’y a pas d’équivalent à la loi de Moore pour les développements Il n’y a pas d’équivalent à la loi de Moore pour les développements logicielslogiciels

• Les nouvelles possibilités du logiciel ne doublent pas tous les 18 mois… Les nouvelles possibilités du logiciel ne doublent pas tous les 18 mois…

• Ceci est un problème partagé par toute l’industrie (même si peu Ceci est un problème partagé par toute l’industrie (même si peu s’en rendent compte pour l’instant) qui est encore exacerbé par s’en rendent compte pour l’instant) qui est encore exacerbé par les tendances à la décentralisation et à la connectivité les tendances à la décentralisation et à la connectivité permanente :permanente :– Envisager des tests d’exécution exhaustifs dans un système Envisager des tests d’exécution exhaustifs dans un système

distribué devient impraticable car tous les composants ne peuvent :distribué devient impraticable car tous les composants ne peuvent :• Jamais être dans un bon état connu en même tempsJamais être dans un bon état connu en même temps• Jamais être entièrement sous votre contrôle administratif local Jamais être entièrement sous votre contrôle administratif local

• On ne peut tester tout l’Internet à la foisOn ne peut tester tout l’Internet à la fois• On ne peut rebooter l’InternetOn ne peut rebooter l’Internet


• Il y a plus de capacité de calcul à la « périphérie » qu’au « centre » :Il y a plus de capacité de calcul à la « périphérie » qu’au « centre » :– Le centre est effectivement en ralentissement par rapport à la périphérieLe centre est effectivement en ralentissement par rapport à la périphérie– Il y a plus de capacité de stockage à la périphérie qu’au centreIl y a plus de capacité de stockage à la périphérie qu’au centre– La gestion du temps de latence devient La gestion du temps de latence devient le le point focal de la conception à point focal de la conception à

tous les niveaux :tous les niveaux :• Entre le CPU et la mémoire centraleEntre le CPU et la mémoire centrale• Entre les PC clients et les Entre les PC clients et les datacentersdatacenters

• La décentralisation des périphériques continue d’être une tendance La décentralisation des périphériques continue d’être une tendance lourdelourde

• La tendance à la généralisation du sans-fil entraîne une plus grande La tendance à la généralisation du sans-fil entraîne une plus grande mobilité de tous les périphériquesmobilité de tous les périphériques– Davantage de topologies dynamiques ; plus grands besoins en sécuritéDavantage de topologies dynamiques ; plus grands besoins en sécurité

• La complexité du logiciel est en augmentation rapide dans 2 La complexité du logiciel est en augmentation rapide dans 2 dimensions : la quantité de code interconnecté et le besoin de plus dimensions : la quantité de code interconnecté et le besoin de plus en plus pressant pour du code plus parallèle en plus pressant pour du code plus parallèle

• Il continue d’y avoir abondance de transistors et un déficit Il continue d’y avoir abondance de transistors et un déficit d’idées sur la façon de mieux tirer parti du hardwared’idées sur la façon de mieux tirer parti du hardware– On ne peut construire et tester du logiciel en utilisant des méthodologies On ne peut construire et tester du logiciel en utilisant des méthodologies

traditionnelles suffisamment rapidement pour utiliser toute cette traditionnelles suffisamment rapidement pour utiliser toute cette puissance de traitementpuissance de traitement

Conclusions provisoiresConclusions provisoires

• L’informatique doit faire face à un L’informatique doit faire face à un certain nombre de problèmes certain nombre de problèmes fondamentaux…fondamentaux…

Et si l’on devait réfléchir à la Et si l’on devait réfléchir à la conception d’un nouveau système conception d’un nouveau système d’exploitation…d’exploitation…

• Dans les années 70, Xerox au PARC a Dans les années 70, Xerox au PARC a développé le premier « PC » en se posant la développé le premier « PC » en se posant la question suivante :question suivante :– « Que se passerait-il si la puissance informatique « Que se passerait-il si la puissance informatique

était gratuite ? »était gratuite ? »• Il faut se poser une question assez semblable :Il faut se poser une question assez semblable :

– « Que se passerait-il si les transistors étaient gratuits « Que se passerait-il si les transistors étaient gratuits et la bande passante illimitée ? »et la bande passante illimitée ? »

– Comment une telle hypothèse permettrait-elle de Comment une telle hypothèse permettrait-elle de repenser la notion d’ordinateur ?repenser la notion d’ordinateur ?• Que pourrait-on faire avec des milliards de transistors Que pourrait-on faire avec des milliards de transistors

partout en dehors d’augmenter la taille des caches de partout en dehors d’augmenter la taille des caches de niveau 2 sur de coûteux composants CPU ?niveau 2 sur de coûteux composants CPU ?

• Que pourrait-on faire si l’on avait 65 535 processeurs sur un Que pourrait-on faire si l’on avait 65 535 processeurs sur un seul chip avec un TO de mémoire locale ? Les programmes seul chip avec un TO de mémoire locale ? Les programmes séquentiels actuels ne peuvent raisonnablement pas tirer séquentiels actuels ne peuvent raisonnablement pas tirer parti d’un tel futur (tout à fait envisageable…)parti d’un tel futur (tout à fait envisageable…)


• Si le calcul était gratuit et que la bande passante était Si le calcul était gratuit et que la bande passante était illimitée, les modèles de programmation et les systèmes illimitée, les modèles de programmation et les systèmes d’exploitation seraient bien mal équipés pour une telle réalitéd’exploitation seraient bien mal équipés pour une telle réalité– Le parallélisme et la complexité présentent un challenge majeur pour Le parallélisme et la complexité présentent un challenge majeur pour

les développeurs de logiciel à tous les niveauxles développeurs de logiciel à tous les niveaux– Puisque la bande passante vient de l’imagination des ingénieurs mais Puisque la bande passante vient de l’imagination des ingénieurs mais

que le temps de latence est la conséquence des lois de base de la que le temps de latence est la conséquence des lois de base de la physique, l’écart en terme de temps de latence n’a aucune chance de physique, l’écart en terme de temps de latence n’a aucune chance de changerchanger

– ToutTout développeur de logiciel devient un développeur de systèmes développeur de logiciel devient un développeur de systèmes distribués en raison des tendances hardware évoquées précédemmentdistribués en raison des tendances hardware évoquées précédemment

• Y a-t-il un modèle de programmation qui permet d’adresser Y a-t-il un modèle de programmation qui permet d’adresser ces problèmes ? Nous pensons que la réponse est ces problèmes ? Nous pensons que la réponse est ouioui– Utilisation de variantes du Utilisation de variantes du π-π-calcul (algèbres des processus mobiles)calcul (algèbres des processus mobiles)– Systèmes de type et contrôle de modèle pour administrer la preuve de Systèmes de type et contrôle de modèle pour administrer la preuve de

justesse lors de la compilation pour créer des services composésjustesse lors de la compilation pour créer des services composés

• Le π-calcul est le modèle de référence pour le calcul distribué Le π-calcul est le modèle de référence pour le calcul distribué introduit par Robin Millerintroduit par Robin Miller– Ce modèle est fondé sur l’émission de messages sur des canaux Ce modèle est fondé sur l’émission de messages sur des canaux

nommés et fait le pendant du λ-calcul (qui permet de formaliser le nommés et fait le pendant du λ-calcul (qui permet de formaliser le calcul séquentiel)calcul séquentiel)

– Ce modèle abstrait général concentre toutes les caractéristiques des Ce modèle abstrait général concentre toutes les caractéristiques des systèmes de processus mobiles dans un formalisme simple systèmes de processus mobiles dans un formalisme simple

– Le π-calcul est, par exemple, à la base de la sémantique du langage Le π-calcul est, par exemple, à la base de la sémantique du langage ErlangErlang

– La sémantique classique du π-calcul est fondée sur la réécriture de La sémantique classique du π-calcul est fondée sur la réécriture de termes où la communication consiste en une substitution de noms termes où la communication consiste en une substitution de noms tout comme en λ-calcultout comme en λ-calcul

• Le renommage implicite des noms de canaux par alpha-conversion et Le renommage implicite des noms de canaux par alpha-conversion et l'équivalence structurelle destinée à rapprocher les termes communicants l'équivalence structurelle destinée à rapprocher les termes communicants rendent impossible l'identification précise des processus et des canaux rendent impossible l'identification précise des processus et des canaux créés lors de l'évolution du système créés lors de l'évolution du système

– Le π-calcul typé est le noyau de langages expérimentaux parallèles Le π-calcul typé est le noyau de langages expérimentaux parallèles ou distribués comme Pict, Join et Facileou distribués comme Pict, Join et Facile

• Le système Coq est un système basé sur une théorie des types, dans Le système Coq est un système basé sur une théorie des types, dans lequel il est relativement aisé de faire des preuves par inductionlequel il est relativement aisé de faire des preuves par induction

• Utilisation Coq par Georges Gonthier, chercheur au MSRC, en collaboration Utilisation Coq par Georges Gonthier, chercheur au MSRC, en collaboration avec Benjamin Werner, chercheur à l’INRIA, pour la démonstration du avec Benjamin Werner, chercheur à l’INRIA, pour la démonstration du théorème des quatre couleursthéorème des quatre couleurs

ΠΠ-calcul-calcul

• Développement simultané d’un nouveau Développement simultané d’un nouveau langage de programmationlangage de programmation et d’un et d’un système d’exploitationsystème d’exploitation pour tenter de pour tenter de faire face aux problèmes de parallélisme faire face aux problèmes de parallélisme et de complexité dont on vient de parleret de complexité dont on vient de parler– Semblable au processus de co-évolution Semblable au processus de co-évolution

d’Unix et du langage Cd’Unix et du langage C– La conception de l’un serait utilisé pour La conception de l’un serait utilisé pour

influer le développement de l’autre (et vice influer le développement de l’autre (et vice versa)versa)

– Les deux pouvant exister séparément ou Les deux pouvant exister séparément ou ensembleensemble


Quel langage pour un tel Quel langage pour un tel environnement ?environnement ?

• Probablement Probablement un langage de programmation conçu pour embrasser les un langage de programmation conçu pour embrasser les problématiques de parallélisme et d’asynchronismeproblématiques de parallélisme et d’asynchronisme– Fondé sur un ensemble de formalismes mathématiquesFondé sur un ensemble de formalismes mathématiques

• Algèbres des processus mobilesAlgèbres des processus mobiles• Systèmes de type et contrôle de modèleSystèmes de type et contrôle de modèle

– Le parallélisme serait implicite, non expriméLe parallélisme serait implicite, non exprimé• Chaque déclaration, par défaut, s’exécute effectivement en parallèle avec d’autres Chaque déclaration, par défaut, s’exécute effectivement en parallèle avec d’autres

déclarationsdéclarations• Le compilateur arrive à trouver la bonne séquence d’exécution plutôt que le Le compilateur arrive à trouver la bonne séquence d’exécution plutôt que le

développeurdéveloppeur• Pas de Pas de threadsthreads ! !

– La seule façon d’interagir avec un processus se ferait via des messagesLa seule façon d’interagir avec un processus se ferait via des messages– Les messages verraient leur type contrôlé ainsi que les processus afin de Les messages verraient leur type contrôlé ainsi que les processus afin de

pouvoir détecter la plupart des bogues liés au parallélisme ou à l’asynchronisme pouvoir détecter la plupart des bogues liés au parallélisme ou à l’asynchronisme lors de la compilationlors de la compilation

• Deadlocks, livelocksDeadlocks, livelocks• Race conditionsRace conditions• Fuite de ressources ou de secrets entre les servicesFuite de ressources ou de secrets entre les services

• Les services seraient de manière intrinsèques des boîtes noires que l’on Les services seraient de manière intrinsèques des boîtes noires que l’on assemble, comme le hardwareassemble, comme le hardware

Pour quel système Pour quel système d’exploitation ?d’exploitation ?

• Un système d’exploitation Un système d’exploitation décentralisédécentralisé qui serait orchestré au qui serait orchestré au travers de différents nœuds distribués et parallèlestravers de différents nœuds distribués et parallèles– Fourniratt un modèle de programmation cohérent pour toutes les Fourniratt un modèle de programmation cohérent pour toutes les

ressources (services, fichiers, périphériques, ressources (services, fichiers, périphériques, streamsstreams, , utilisateurs)utilisateurs)

– Tous les composants du système seraient construits comme des Tous les composants du système seraient construits comme des services Web faiblement couplésservices Web faiblement couplés

– Tous les services exhiberaient :Tous les services exhiberaient :• Un URI pour les rendre adressablesUn URI pour les rendre adressables• Un contrat qui spécifie un comportement vérifiable lors de Un contrat qui spécifie un comportement vérifiable lors de

l’assemblagel’assemblage• Un ensemble cohérent de sémantiques et de schémas pour décrire la Un ensemble cohérent de sémantiques et de schémas pour décrire la

façon d’interagir avec le servicefaçon d’interagir avec le service

• Présupposerait un monde où :Présupposerait un monde où :– Les ressources sont faiblement couplées et hétérogènes Les ressources sont faiblement couplées et hétérogènes – Les services qui ne se font pas confiance mutuellement communiquent Les services qui ne se font pas confiance mutuellement communiquent

sur un réseau non sécurisé et non fiablesur un réseau non sécurisé et non fiable– Il y a plusieurs domaines de confiance avec plusieurs administrateursIl y a plusieurs domaines de confiance avec plusieurs administrateurs– La topologie réseau est hautement dynamiqueLa topologie réseau est hautement dynamique– La coordination locale des services intervient sans recourir à une autorité La coordination locale des services intervient sans recourir à une autorité

centralecentrale

Est-ce un rêve…ou une réalité potentielle future ?

L’industrie à la croisée des L’industrie à la croisée des chemins…chemins…

IT Doesn’tIT Doesn’tMatter?Matter?

Les progrès du hardwareLes progrès du hardwaresont-ils de mauvaises choses ?sont-ils de mauvaises choses ?

L’informatique comme une L’informatique comme une « utilité » ?« utilité » ?

La fin de La fin de l’innovation?l’innovation?

Quelques enjeux du 21Quelques enjeux du 21èmeème sciècle sciècle S’affranchir des barrièresS’affranchir des barrières• La barrière de la La barrière de la

« réalité »« réalité »– Graphique, vision, Graphique, vision,

traitement du signaltraitement du signal• Barrières entre les Barrières entre les

hommeshommes– Collaboration et Collaboration et

outils de outils de communicationcommunication

• Barrières entre les Barrières entre les hommes et les hommes et les ordinateursordinateurs– Interface, langage, Interface, langage,

parole, visionparole, vision

• Barrières entre les Barrières entre les hommes et l’informationhommes et l’information– Bases de données, Bases de données, data data

mining, scalable mining, scalable computingcomputing

• Barrières entre les Barrières entre les ordinateursordinateurs– Réseaux hauts débitsRéseaux hauts débits

• Barrières entre le Barrières entre le travail, la maison, la travail, la maison, la voiture,…voiture,…– Systèmes adaptatifs, Systèmes adaptatifs,

sans-filsans-fil

En guise de conclusion…En guise de conclusion…• Comme je me suis attaché à le démontrer, les territoires à Comme je me suis attaché à le démontrer, les territoires à

défricher, les « terres inconnues » de l’informatique n’ont défricher, les « terres inconnues » de l’informatique n’ont jamais été aussi nombreuses qu’aujourd’hui, assez pour qu’il jamais été aussi nombreuses qu’aujourd’hui, assez pour qu’il soit possible de définir ce que j’appelle « les douze travaux soit possible de définir ce que j’appelle « les douze travaux d’Hercule de l’informatique » (référence au discours de Jim d’Hercule de l’informatique » (référence au discours de Jim Gray lors de la cérémonie de son Gray lors de la cérémonie de son Turing AwardTuring Award))

• Cette exploration ne pourra se faire qu’en unissant les moyens Cette exploration ne pourra se faire qu’en unissant les moyens de la recherche publique et privée car le chemin à parcourir de la recherche publique et privée car le chemin à parcourir sera long et semé d’embûchessera long et semé d’embûches– Microsoft en tant qu’acteur engagé dans la recherche en Microsoft en tant qu’acteur engagé dans la recherche en

Europe, se doit d’assumer ses responsabilités et donc de Europe, se doit d’assumer ses responsabilités et donc de jouer un rôle moteur dans ce domainejouer un rôle moteur dans ce domaine

• Pour autant, l’exploration de ces nouveaux territoires devra se Pour autant, l’exploration de ces nouveaux territoires devra se faire avec la volonté modeste de réaliser des progrès dans un faire avec la volonté modeste de réaliser des progrès dans un périmètre défini, impliquant la libre évaluation des options et périmètre défini, impliquant la libre évaluation des options et le libre choix parmi les possibles, dans le cadre d’une le libre choix parmi les possibles, dans le cadre d’une discussion publique continue réunissant tous les citoyens sans discussion publique continue réunissant tous les citoyens sans exclusionexclusion

En guise de conclusion…En guise de conclusion…

• Dans cette perspective, il sera Dans cette perspective, il sera possible de repenser le progrès possible de repenser le progrès informatique, non pas dans le sens informatique, non pas dans le sens du « plus qu’humain » mais, tout du « plus qu’humain » mais, tout simplement, dans le sens du « plus simplement, dans le sens du « plus humain ». humain ». – Car l’informatique est et restera un outil. Car l’informatique est et restera un outil.

Puisse cet outil être et demeurer au service de l’homme et de l’humanité toute entière.

Questions ?Questions ?

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Quelques réflexions sur le futur de linformatique Bernard Ourghanlian Directeur Technique et Sécurité – Microsoft France