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Startup Digital

Ncodin développe aujourd’hui les composants clés des microprocesseurs de demain

Publié le 20 octobre 2023|par Marc FOURNET

Les nouvelles architectures de processeurs reposent de plus en plus sur l’interconnexion de petites puces réalisant les différentes opérations nécessaires, assemblées à partir d’éléments différents. Ces derniers sont reliés entre eux par des fils électriques, ce qui pose des problèmes d’optimisation. Ncodin, start-up issue du C2N* développe des interposeurs innovants faisant communiquer optoélectroniquement les puces composant les microprocesseurs, améliorant leur efficacité d’un facteur 100.

Éléments centraux du fonctionnement des ordinateurs, téléphones et objets connectés, les microprocesseurs sont omniprésents dans notre quotidien. Autrefois fabriqués d’un seul tenant, ces derniers intègrent de plus en plus d’éléments différents dans leur architecture. Or, il est nécessaire que les différents éléments intégrés aux microprocesseurs communiquent de manière efficace, notamment pour le calcul haute performance. Pour autant, les fils électriques font face à deux problèmes : tout d’abord, 40% de l’énergie circulant dans un fil est perdue sous forme de chaleur, et ensuite leur « bande passante » – la quantité d’information qu’ils peuvent transmettre à la fois – atteint ses limites. Des chercheurs du Centre de nanosciences et de nanotechnologies1 ont fondé une start-up, Ncodin, pour créer un nouveau type d’interconnexions utilisant l’optoélectronique et ainsi contourner ces limitations.

La transmission d’informations par des photons au sein de fibres optiques est bien connue. Elle est plus efficace que par des électrons, dans la mesure où la bande passante est plus élevée et il n’y a pas d’énergie perdue en chaleur. L’optoélectronique consiste à « traduire » des signaux électriques en signaux lumineux et inversement, afin d’en améliorer la qualité de transmission. « L’optoélectronique remplace l’électronique dans la plupart des domaines aujourd’hui, détaille Fabrice Raineri, professeur à l’Université Côte d’Azur et co-fondateur de la start-up Ncodin. La lumière est un meilleur véhicule d’information ; néanmoins, les lasers de l’état de l’art sont trop volumineux pour être utilisés dans des microprocesseurs ».

Après avoir identifié ces enjeux au sein de l’industrie et constaté une forte demande potentielle, les chercheurs ont pu obtenir le soutien du CNRS, à travers ses programmes de prématuration puis RISE pour l’accompagnement à la création de start-up. « Cela nous a permis de suivre la formation entrepreneuriale « Deeptech Founders » et de focaliser notre attention non seulement sur les aspects scientifiques du projet, mais également sur la compréhension et l’analyse du marché et le développement de notre modèle économique » détaille Francesco Manegatti.

Un connecteur 100 fois plus performant, adapté aux machines actuelles

Le système d’interconnexions développé par Ncodin, résultat de 15 ans de recherches menées au C2N par Fabrice Raineri et ses collaborateurs, est actuellement breveté. Les composants optoélectroniques inventés mesurent 20 micromètres, soit 50 fois plus petit que le modèle le plus réduit des lasers actuels. Il repose sur l’injection d’électrons dans une cavité optique de la taille comparable à la longueur d’onde de la lumière, et sur la création d’une structure particulière, un cristal photonique. « Notre technologie est très petite, économe en énergie, et offre une grande bande passante, de l’ordre du pétabit ! précise Franscesco Manegatti. Par ailleurs, elle s’adapte parfaitement aux architectures de processeurs désagrégés actuels, sans besoin de changer leur conception ».

Avec une efficacité énergétique et des performances toutes deux 100 fois supérieures aux produits actuels, l’interposeur optique disruptif développé par Ncodin promet de répondre aux futurs besoins en calcul, en permettant aux composants des microprocesseurs de communiquer entre eux de manière inégalée.

 

*C2N – CNRS/Université Paris-Saclay/Université Paris-Cité à Palaiseau

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