DELHAYE™
Électronique ● Théorie des graphes
#circuit intégré #partitionnement #clustering
Campagne promotionnelle pour un produit fictif Affiche, packagings téléphone portable et PC, film vidéo, 1’18’’
Axel Villarreal
Graphiste
www.ax.villarreal.fr
Quentin Delhaye
Docteur et assistant de recherche
Bio, Electro And Mechanical Systems/Embedded Electronics (BEAMS/EE) École polytechnique, ULB
« Une occasion unique d’avoir un regard différent sur des thématiques de recherche complexes qui ne demandent qu’à être rendues accessibles. »
« Le projet de Recherche en Perspective a été une agréable découverte, sur la nature même de notre métier de communicant visuel. Comment réussir à transmettre des informations scientifiques, compliquées, de manière accessible et attrayante ? J’ai apprécié la friction entre
le domaine du graphisme et celui de la recherche. C’est intéressant de travailler avec des chercheurs sur des sujets aussi passionnants et nouveaux pour nous. Le chercheur avec qui j’ai travaillé était très ouvert à mes idées,
et la collaboration s’est faite de manière très fluide et naturelle. »
Comment et pourquoi concevoir des circuits intégrés en 3D ?
Partitionnement automatisé de systèmes permettant une intégration 3D optimisée de circuits à l’aide d’hypergraphes
Personne n’aime avoir un téléphone qui met une éternité à lancer une application. Et ne parlons même pas de l’ordinateur du salon qui fait un bruit de réacteur dès qu’on souhaite ouvrir YouTube. Ce qui pose problème, ce sont tous les capteurs, puces et autres composants électroniques au cœur de ces appareils, on les appelle des circuits intégrés.
À l’intérieur de ces derniers se cachent des milliards de petits composants, mille fois plus fin que l’épaisseur d’un cheveu : on les appelle des transistors. C’est eux qui sont responsables de ce dont est capable ou non votre appareil. Si vous avez plus de transistors, vous pouvez faire plus de choses. Le challenge, c’est d’arriver à tous les faire entrer dans une puce pas plus grande qu’un ongle.
Pour vous aider à comprendre la situation, imaginez que vous possédiez un parking dans le Far West au temps des diligences. Au fil des années, vous pourrez accueillir de plus en plus de clients, tout simplement en profitant des avancées technologiques dans le domaine : les carrioles et charrettes imposantes se transformeront en véhicules personnels plus compacts et plus performants. Mais il arrivera un jour où vous atteindrez la capacité maximal de votre terrain, et il vous faudra trouver une alternative. La solution peut sembler immédiate : au lieu d’aligner les voitures côte-à-côte, vous pourriez les empiler dans un parking à étages.
Quittons le Far West et revenons à l’électronique moderne où l’on rencontre exactement les mêmes défis. Pendant des dizaines d’années, on s’est contenté d’améliorer les circuits intégrés en diminuant la taille des transistors. Aujourd’hui, on approche la limite physique de cette miniaturisation. Il faut donc trouver des alternatives si l’on veut continuer à faire évoluer la technologie : par exemple en empilant des couches de transistors à la façon d’un parking à étages. C’est ce qu’on appelle un circuit intégré en 3D.
Si nous sommes à présent d’accord sur le principe de ces nouvelles puces, leur conception demande encore du travail. Il faut notamment concevoir des outils informatiques permettant de transformer un circuit classique ne comprenant qu’une seule couche.
C’est ici que ma recherche entre en jeu : l’objectif est de développer un ensemble de programmes et
d’algorithmes qui travaillent sur un système en deux dimensions, avec tous les transistors sur une même couche, pour ensuite le partitionner. Ce découpage doit à la fois être automatique, c’est-à-dire sans intervention humaine au milieu de la chaîne, mais surtout optimisé. Il ne s’agit pas de répartir les transistors au hasard sur les différentes couches, mais bien de les séparer afin d’avoir par exemple le moins de connexions possible entre les niveaux.
De nos jours, tout semble aller de soi. Et pourtant, si vous pouvez regarder la dernière saison de La Casa de Papel sur votre téléphone, c’est grâce à l’accumulation d’innovations technologiques et de développements théoriques comme celui-ci.