Le coût énergétique pour écrire des bits en mémoire

Ce que je vais vous apprendre vous surprendra peut-être. Je vais donc tenter de l’expliquer le mieux possible. Considérons qu’un bit de valeur zéro correspond à une tension de zéro volt et un bit de valeur 1 correspond à une tension de 5 volts.

Commençons par donner la réponse théorique à la question posée dans le titre. Quelle puissance est nécessaire pour stocker en mémoire une certaine quantité de bits ? La question étant théorique, la réponse est en première approximation.

La puissance dépensée dans cette opération est de zéro watt. Peu importe si on écrit des zéros (0) ou des uns (1), il n’y a aucune dépense énergétique à inscrire des bits en mémoire, peu importe sa valeur. En première approximation, ça va de soi, et voici pourquoi.

Traitons le cas où il faut écrire 1 en mémoire alors que le niveau initial est à 0. Pour ce faire, vous apportez l’énergie du bloc d’alimentation vers la cellule mémoire grâce à un interrupteur électronique que vous actionnez. Une cellule mémoire possède une résistance électrique valant un chiffre astronomique qu’on qualifie d’infini. D’autre part, si la capacitance de l’unité mémoire, sa capacité d’accumuler des électrons et sa capacité d’accumuler un champ magnétique, son inductance, sont toutes les deux nulles, aucun courant ne circulera même si la tension aux bornes de l’unité mémoire deviendra 5 volts, la valeur du potentiel électrique de la source. Pour inscrire un zéro, on court-circuite simplement l’unité mémoire qui amène la valeur du bit à zéro (0).

Mais où est l’astuce ? Où est la consommation d’énergie ? La consommation d’énergie n’est pas dans l’écriture, mais dans la lecture de la valeur inscrite en mémoire. La lecture exige que l’unité mémoire soit en mesure de faire connaitre sa valeur au système de lecture. Pour ce faire, deux solutions existent. Soit l’unité mémoire a suffisamment accumulé d’électrons durant l’écriture et ainsi elle a consommé du courant durant l’écriture. Si on garde l’écriture sans consommation énergétique, l’autre solution c’est l’unité de lecture qui va devoir consommer pour lire efficacement le contenu de l’unité mémoire.

Peu importe les économies de consommation à l’écriture, quelque part dans le processus opérationnel global qui englobe les lectures, le système finira inévitablement par consommer de l’énergie tôt ou tard.

Il existe un autre domaine d’expertise où la lecture, la détection en d’autres termes, joue aux rabat-joies et c’est en physique quantique. Mais j’aborderai ce sujet dans un autre article.