Années 1970 Dans les années 1970 les microprocesseurs traitent des mots de 8 bits et sont surtout fabriqués en technologie PMOS et NMOS. Date Nom Manufacturier Horloge Géométrie Nombre de transistors Loi de Moore19714004Intel740 kHz10 µm2 2502 25019728008Intel500 kHz10 µm3 5003 40019746800Motorola2 MHz-4 1006 75019748080Intel2 MHz6 µm6 0006 75019741802Radio Corporation of America (RCA)3,2 MHz5 µm5 0006 7501974TMS1000Texas Instruments400 kHz8 µm8 0006 75019756502MOS Techno.1 MHz-4 0009 0001976Z80Zilog2 MHz4 µm8 50013 50019768085Intel5 MHz3 µm6 50013 5001976TMS-9900Texas Instruments3,3 MHz-8 00013 50019776100Intersil4 MHz-20 00018 00019788086Intel5 MHz3 µm29 00027 00019786801Motorola-5 µm35 00027 0001979Z8000Zilog--17 50036 00019798088Intel5 MHz3 µm29 00036 00019796809Motorola1 MHz5 µm9 00036 000197968000Motorola8 MHz4 µm68 00036 000

Années 1980 Dans les années 1980 les microprocesseurs traitent des mots de 16 et même 32 bits et sont surtout fabriqués en technologie CMOS. Date Nom Manufacturier Horloge Géométrie Nombre de transistors Loi de Moore198016032National--60 00054 00019816120Harris10 MHz-20 00072 0001981T-11DEC2,5 MHz5 µm17 00072 0001982RISC-IBerkeley1 MHz5 µm44 500108 000198280186Intel6 MHz-55 000108 000198280286Intel6 MHz1,5 µm134 000108 0001983RISC-IIBerkeley3 MHz3 µm41 000144 000198468020Motorola16 MHz2 µm190 000216 000198432032National--70 000216 000198580386Intel16 MHz1,5 µm275 000288 0001985Micro-VAXDEC--125 000288 0001985R2000MIPS8 MHz2 µm115 000288 0001985R3000MIPS12 MHz1,2 µm120 000288 0001986Z80000Zilog--91 000432 0001986SPARCSun40 MHz0,8 µm800 000432 000198768030Motorola16 MHz1,3 µm273 000576 000198880386 SXIntel16 MHz1 µm275 000864 0001989i860Intel40 MHz1 µm1 000 0001 152 000198980486Intel25 MHz1 µm1 180 0001 152 000

Années 1990 Dans les années 1990 les microprocesseurs traitent des mots de 32 bits. La fréquence du bus ne peut plus suivre celle du microprocesseur. Apparaissent donc deux horloges : une externe et une interne, plus rapide. Date Nom Manufacturier Horloge Géométrie Nombre de transistors(millions) Loi de Moore(millions)199080386 SLIntel20 MHz1 µm0,851,73199068040Motorola40 MHz-1,21,731990POWER1IBM20-30 MHz-6,91,73199180486 SLIntel33 MHz0,7 µm1,42,31991R-4000MIPS100 MHz0,8 µm1,352,31992Alpha 21064DEC150 MHz0,7 µm1,683,451992microSPARC ISun40-50 MHz0,8 µm0,83,451993PowerPC 601IBM-Motorola50 MHz0,6 µm2,84,61993PentiumIntel60 MHz0,8 µm3,14,61993POWER2IBM55-71 MHz0,72 µm234,6199468060Motorola50 MHz0,6 µm2,56,91994PowerPC 603IBM-Motorola60-120 MHz0,5 µm1,66,91994PowerPC 604IBM-Motorola100-180 MHz0,5 µm3,66,91995Pentium ProIntel200 MHz0,35 µm5,59,21995UltraSPARCSun143-167 MHz0,47 µm5,29,21996K5AMD75 MHz0,5 µm4,313,81996Alpha 21164DEC500 MHz0,35 µm9,613,81997Pentium IIIntel233 MHz0,35 µm7,518,41997PowerPC 620IBM-Motorola120-150 MHz0,35 µm6,918,41997K6AMD166 MHz0,35 µm8,818,41997UltraSPARC IISun250-400 MHz0,35 µm5,418,41997PowerPC-750 (G3)IBM-Motorola233-366 MHz0,26 µm6,3518,41998POWER3IBM200 MHz0,25 µm1536,81999Pentium IIIIntel450 MHz0,25 µm9,536,81999PowerPC 7400 (G4)Motorola350-500 MHz0,2 µm10,536,81999AthlonAMD1 GHz0,18 µm2236,8

Années 2000 Dans les années 2000, la progression de la fréquence ralentit sensiblement à cause de l'augmentation rapide de la dissipation thermique, et ce malgré les diminutions successives de la finesse de gravure. Des processeurs multi-cœur font peu à peu leur apparition. Date Nom Manufacturier Horloge Géométrie Nombre de transistors (millions) Loi de Moore (millions)2000Athlon XPAMD1,3 GHz180 nm37,555,22000Pentium 4Intel1,4 GHz180 nm4255,2200020KMIPS--7,255,22000UltraSPARC IISun--2955,22001ItaniumIntel722 MHz-2573,72001POWER4IBM1,1-1,4 GHz90 nm17473,72001UltraSPARC IIISun750-1200 MHz130 nm2973,72001PowerPC 7450 (G4)Motorola733-800 MHz180 nm3373,72002Itanium IIIntel900 MHz-410110,62003Pentium MIntel900 MHz130 nm77147,52003Pentium 4 Extreme (EE)Intel3,8 GHz130 nm175147,52003PowerPC 970 (G5)IBM1,6-2,0 GHz130 nm52147,52004POWER5IBM1,65-1,9 GHz130 nm276221,252005Pentium DIntel3,0 GHz90 nm2302952005UltraSPARC IVSun1-1,35 GHz130 nm662952005Athlon 64 / Athlon 64 X2AMD3,2 GHz (2007)90 nm / 65 nm122 / 221 (X2)2952006Core 2Intel3 GHz65 nm291 (Duo) / 2x291 (Quad)442,52006CellIBM-Sony-Toshiba3,2-4,6 GHz90 nm241442,52006Itanium 2 DuoIntel1,6 GHz90 nm1 700442,52007PhenomAMD2,6 GHz65 nm4635902007POWER6IBM3,5-4,7 GHz65 nm7905902008Core 2Intel3,2 GHz45 nm410 (Duo) / 2x410 (Quad)8852008z10IBM4,4 GHz65 nm9938852008AtomIntel0,8-1,6 GHz45 nm478852008Core i7Intel3,2 GHz45 nm7308852009Phenom IIAMD3 GHz45 nm7581 180

Années 2010 Dans les années 2010, la fréquence de l'horloge est stable. Le nombre de cœurs augmente peu à peu. Vers la fin de la décennie le processeur contient 2, 4 ou 8 cœurs. Une nouvelle tendance apparaît, le module multi-puces (MCM) fait de plusieurs puces séparées ou chiplets. Date Nom Fabricant Horloge (GHz) Géométrie Nombre detransistors (millions) Loi de Moore (millions)Nombre de cœurs 2010 POWER7 IBM 3-4,25 45 nm 1 200 1 7704-82011Sandy BridgeIntel1,6-3,432 nm995?1-4 (4-6 Extreme) et(6-8 pour les Xeon)2013Haswell Intel1,9-4,422 nm1 400?2-4 (6-8 Extreme) et(2-18 pour les Xeon)2014BroadwellIntel1,8-414 nm1900?2-4 (6-10 Extreme) et(4-24 pour les Xeon)2016Kaby LakeIntel1,9-4,514 nm2 160?2-42017Ryzen 1000AMD3,2-4,114 nm4 800?4-162017Coffee LakeIntel1,7-414 nm3 000?2-62018Ryzen 2000AMD2,8-4,412 nm4 940?4-322018Coffee Lake RefreshIntel1,8-514 nm3 000?2-82019Ryzen 3000AMD2,1-4,77 nm3 800?4-642019Comet LakeIntel1,1-5,314 nm?2-10

Années 2020 Dans les années 2020, la finesse de gravure est de plus en plus petite et tend vers le nm. +DateNomManufacturierHorlogeGéométrieNombre de transistors(milliards)Nombre de cœurs2020Ryzen 4000AMD1,7-4,4 GHz7 nm4,84-82020 Ryzen 5000AMD3,4-4,9 GHz7 nm?6-162020Apple M1ARM - Apple2,1-3,2 GHz5 nm1682021Apple M1 MaxARM - Apple2,1-3,2 GHz5 nm5710 Évolution de la notion de finesse de gravure

La finesse de gravure, exprimée historiquement en micromètres puis en nanomètres, correspondait initialement à une dimension physique caractéristique des transistors, comme la longueur de grille. Toutefois, depuis les années 1990 et plus nettement à partir des années 2000, cette correspondance directe a progressivement évolué.

Les appellations de procédés de fabrication (« 10 nm », « 7 nm », « 5 nm », etc.) ne désignent plus une dimension physique unique du transistor, mais constituent des noms de générations technologiques définies par les fabricants. Ces générations sont caractérisées par des améliorations globales en densité d'intégration, en performance et en consommation énergétique, plutôt que par une réduction homogène de toutes les dimensions géométriques..

Les feuilles de route industrielles, notamment celles de l’International Roadmap for Devices and Systems (IRDS), mettent ainsi en avant des métriques telles que la performance, la consommation et la surface (« performance‑power‑area », ou PPA), en complément voire en remplacement de la seule mise à l’échelle géométrique..

En conséquence, les valeurs de finesse de gravure indiquées dans les tableaux doivent être interprétées comme des désignations technologiques propres à chaque fabricant et ne sont pas directement comparables comme des mesures physiques strictes.

Vers de nouvelles architectures ? Jusqu’ici, les progrès reposaient sur deux grandes idées, réduire la taille des transistors (des années 1970 aux années 2010), puis les modeler en 3D pour mieux contrôler le courant et leur refroidissement (comme avec les FinFET, des transistors en forme d’aileron, ou les nanosheets constitués de très fines plaques de silicium). En 2026, IBM ouvre une étape inédite dans l’histoire des processeurs : pour la première fois, les transistors ne sont plus uniquement placés côte à côte de manière optimisée, mais empilés les uns au‑dessus des autres dans un « nanostack » constitué de deux couches complètes de transistors superposées, ce qui permet d’augmenter la puissance d’une puce sans la rendre plus grande. Ceci pourrait ouvrir une ère d'empilement vertical de transistors, ouvrant une voie possible à des puces plus denses et plus efficaces sans dépendre uniquement de la réduction de taille. Les coûts de production de ces technologies avancées sont un frein majeur à leur généralisation, conformément à la tendance (seconde Loi de Moore) selon laquelle chaque doublement de densité entraîne un doublement des investissements nécessaires.. De plus, selon IBM, l'empilement de couches supplémentaires est théoriquement possible, mais cela nécessite une meilleure gestion thermique de la puce et d'une amélioration des matériaux.

Références

Voir aussi Articles connexes

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