Le théorème de l’innovation matérielle

Lori Mac VittieIngénieur émérite et évangéliste en chef | F5

J’ai récemment terminé la lecture du Dernier Théorème de Fermat (Simon Singh) qui, aussi surprenant que cela puisse paraître, regorgeait de drames, d’intrigues, de meurtres et de maîtresses. Vraiment. L’histoire des mathématiques est peuplée de personnes qui, malgré leur compréhension prodigieuse de concepts que nous, simples mortels, ne saisissons pas vraiment, ne sont après tout que des êtres humains.

Mais ce n’est pas vraiment le sujet aujourd’hui. Le fait est que, pendant plus de 350 ans, des mathématiciens se sont acharnés à tenter de démontrer (ou de réfuter) ce que l’on appelait le dernier théorème de Fermat. Il s’agissait plutôt d’une conjecture : ce brillant mathématicien (amateur) avait remarqué que, si le théorème de Pythagore était presque axiomatique, il ne fonctionnait que pour les carrés. Autrement dit, il est impossible de trouver une solution à l’équation : an + bn = cn lorsque « n » est un nombre autre que « 2 ». Ce qui rendait apparemment les mathématiciens complètement fous, c’est que Fermat avait indiqué en avoir trouvé une démonstration véritablement merveilleuse, mais que la marge du livre dans lequel il écrivait était trop étroite pour la contenir.

Et ils ne parvenaient à trouver cette démonstration nulle part.

Les mathématiciens se sont donc mis à tenter de la démontrer ou de la réfuter. Pour faire court, quelqu’un a fini par y parvenir. Mais pour cela, il a dû combiner deux disciplines mathématiques totalement différentes, qui n’existaient pas lorsque Fermat a formulé sa conjecture. Certaines d’entre elles trouvent leur origine dans les tentatives visant à résoudre le dernier théorème de Fermat, ainsi que d’autres problèmes mathématiques complexes. L’une des disciplines utilisées pour démontrer le dernier théorème de Fermat comprenait l’étude des courbes elliptiques. Si cela vous semble familier, c’est parce que les courbes elliptiques constituent le fondement de l’ECC (cryptographie sur les courbes elliptiques), aujourd’hui de plus en plus privilégiée pour remplacer les anciens systèmes de chiffrement, plus vulnérables.

En somme, l’un des avantages de la résolution d’un problème dans une discipline mathématique est qu’elle stimule souvent l’innovation dans d’autres disciplines mathématiques connexes, mais bien distinctes.

À présent, vous vous demandez probablement pourquoi le titre fait référence au « matériel ». Le matériel reste du matériel, n’est-ce pas ? Après tout, quelles innovations pertinentes le matériel pourrait-il bien susciter dans le monde actuel, où le logiciel dévore tout pour fournir des applications ?

Le logiciel, bien sûr.

Il s’avère que lorsque vous concevez votre propre matériel afin de garantir la capacité et la vitesse nécessaires à ces services déployés sur l’axe nord-sud du centre de données, vous devez également développer les logiciels qui l’accompagnent. En effet, le matériel seul ne constitue, pour l’essentiel, qu’un ensemble de ressources. Cela aussi est en train de changer, mais ce sera le sujet d’un autre article. Dans l’ensemble, la réalité est que le matériel fournit des ressources. Le logiciel est l’ingrédient magique qui transforme ces ressources en éléments exploitables, utilisés au bout du compte par les services qui sécurisent et distribuent les applications à chaque seconde de chaque jour sur Internet. Ainsi, lorsque quelqu’un annonce l’arrivée d’un nouveau matériel dans le monde des réseaux, il annonce également celle de nouveaux logiciels. Car sans logiciel, le matériel sur mesure ne sert pas à grand-chose.

C’est ici que l’innovation franchit la frontière entre matériel et logiciel. Ce logiciel peut être transféré de son matériel d’origine vers du matériel standard (COTS). Il s’agit de serveurs à usage général, ainsi nommés parce qu’ils ne sont réellement optimisés pour rien puisqu’ils doivent tout prendre en charge. En revanche, le logiciel qui s’exécutait auparavant sur du matériel spécialement conçu est optimisé, et les astuces et techniques que les ingénieurs ont acquises et perfectionnées au fil du temps sont également transposées dans la version logicielle.

Et nombre d’entre elles sont en réalité plus largement applicables qu’on ne pourrait le penser. En effet, certaines puces de fabricants comme Intel, utilisées dans du matériel conçu sur mesure, sont également présentes dans les systèmes standard. Mais, dans la plupart des cas, les fonctionnalités de ces puces qui améliorent les performances ou la capacité ne sont pas exploitées par la majorité des logiciels, tout simplement parce qu’ils n’ont pas été conçus pour ce matériel. Certains systèmes l’ont toutefois été. Ainsi, lorsque ces logiciels sont transférés vers du matériel standard, ils conservent une grande partie de leurs avantages en matière de performances et de capacité par rapport à d’autres logiciels conçus pour remplir la même fonction, mais qui n’exploitent pas ce matériel spécialisé.

La volonté de résoudre les problèmes de performances et de capacité liés aux logiciels (dans les années 1990) a conduit à une utilisation massive du matériel dans le réseau, notamment à l’adoption de nouvelles architectures internes concernant la circulation des données au sein du système. Aujourd’hui, ces astuces et techniques sont retransposées dans les logiciels afin d’en améliorer les performances et la capacité. Lorsque des personnes sont chargées de concevoir des logiciels à haut débit et à grande capacité parce qu’il n’existe aucune plateforme pour le matériel qu’elles développent, elles inventent de nouvelles façons de faire. Elles remettent en question les anciennes hypothèses et découvrent de meilleures méthodes pour manipuler, inspecter et modifier les données lors de leur passage dans le système. Elles élaborent de nouveaux algorithmes et de meilleures structures de données qui optimisent la gestion de la mémoire et l’analyse des protocoles.

Si la plupart des gens n’associent pas le matériel à l’innovation, la réalité est que, tout comme en mathématiques, la résolution d’un problème dans une discipline favorise l’innovation dans d’autres disciplines. C’est ce que nous constatons régulièrement lorsque nous transférons le logiciel BIG-IP de nos plateformes matérielles personnalisées vers le matériel standard utilisé dans les environnements de cloud privé, sur site et public. Ce transfert nécessite du travail : le logiciel doit être adapté aux formats virtualisés, conteneurisés et conçus pour le cloud. Mais les innovations issues du nouveau matériel demeurent et permettent également un fonctionnement plus rapide, plus évolutif et plus efficace sur des plateformes standardisées.

Le développement de nouveaux matériels et l’adaptation des logiciels à leurs nouvelles capacités se traduisent, en définitive, par des innovations logicielles, que ces logiciels s’exécutent sur du matériel sur mesure ou standard. C’est pourquoi l’arrivée de nouveaux matériels est si enthousiasmante : elle annonce de futures innovations.

C’est le théorème de l’innovation matérielle. Tout comme la résolution du dernier théorème de Fermat entraînera de nouvelles avancées dans l’ensemble des mathématiques, qui se répercuteront dans les domaines de la cryptographie et de la sécurité, relever le défi de l’adaptation des logiciels à de nouveaux matériels sur mesure stimulera l’innovation dans ces logiciels, avec des retombées durables sur les centres de données sur site et dans le cloud.

À propos de l’auteur

Lori Mac VittieIngénieur émérite et évangéliste en chef | F5

Lori MacVittie est ingénieure émérite et évangéliste en chef au sein du bureau du directeur technique de F5. Elle possède une expertise approfondie dans la fourniture d’applications, les stratégies d’automatisation et les infrastructures. Elle est réputée pour sa capacité à rendre la complexité intelligible, qu’elle définisse des garde-fous pour les agents d’IA, analyse des architectures multicloud fragiles ou explore les limites des systèmes évolutifs. Elle cumule plus de trente ans d’expérience dans le secteur, couvrant le développement d’applications, l’architecture informatique ainsi que l’exploitation des réseaux et des systèmes. Avant de rejoindre F5, elle a été rédactrice spécialisée dans les technologies et a reçu plusieurs distinctions. MacVittie est titulaire d’un master en informatique et est une autrice prolifique dont les publications couvrent la sécurité, le cloud et l’architecture d’entreprise. Elle est également une passionnée de jeux de société et de jeux vidéo, et assume pleinement ses avis bien tranchés sur le fromage.

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