Gemmes de France développe des technologies de pointe, liées aux gemmes de synthèse. La première – qui regroupe en fait plusieurs innovations – est le stockage de données numériques à très haute densité, destiné notamment aux centres de données (Data centers en anglais).

Préambule

Définitions

Pour aider à se représenter les grandes capacités de stockage, mentionnées ici, par simplification on peut considérer qu’un ordinateur portable actuel a une capacité d’environ un téraoctet (To – 10¹² soit mille milliards de caractères) ; un octet représentant un caractère.

Un pétaoctet (Po – 10¹⁵) équivaut à la capacité de stockage d’environ mille ordinateurs portables.

Un exaoctet (Eo – 10¹⁸) à un million d’ordinateurs portables.

Un zettaoctet (Zo – 10²¹) à un milliard d’ordinateurs portables.

Et un yottaoctet (Yo – 10²⁴) à mille milliards, soit un billion, d’ordinateurs portables.

Big Data

Le Big Data désigne des ensembles de données extrêmement volumineux, provenant de multiples sources (comme Internet, les objets connectés, les systèmes informatiques d’organismes publics et d’entreprises, etc.), qui sont distribuées à grande vitesse. Ces données, qu’elles soient structurées ou non, sont analysées pour en extraire des informations utiles, notamment par Intelligence Artificielle (AI).

Le Big Data repose, entre autres, sur des unités de stockage dont le volume était d’environ 2 zettaoctets en 2010, les prévisions pour 2025 atteignent 181 zettaoctets et 2 142 zettaoctets, soit plus de 2 yottaoctets, pour 2035 (Source: https://fr.statista.com/infographie/17800/big-data-evolution-volume-donnees-numeriques-genere-dans-le-monde). Cette croissance du volume de données souligne l’importance du Big Data dans notre société numérique.

La croissance démographique, l’expansion des connaissances et les avancées technologiques, notamment en IA et en robotique qui génèrent leurs propres données, conduisent nécessairement à une augmentation exponentielle des besoins en stockage.

Consommation électrique du Big Data

En parallèle à l’évolution du volume de données du Big Data, la consommation électrique des data centers représentaient environ 2% de la consommation mondiale en 2013 et pourrait atteindre 13 % en 2030, selon l’étude de Huawei Technologies.

Intelligence Artificielle

Initialement, seule l’IA traditionnelle existait : elle exécutait des tâches spécifiques en suivant des règles prédéfinies et fournissait généralement une réponse unique. Puis est apparue l’IA générative, capable de créer de nouveaux contenus originaux (texte, image, vidéo, musique) en apprenant à partir de données existantes.

Un élément important à prendre en compte est l’évolution rapide de l’IA générative. Selon l’entreprise de conseil et de recherche Gartner, d’ici 2025 :

   • Plus de 30% des nouveaux médicaments et matériaux seront systématiquement découverts à l’aide de techniques d’IA générative.
   • 30% des messages marketing des grandes entreprises seront générés par des machines automatisées, contre moins de 2% en 2022.

L’évolution de l’IA a également été exponentielle en termes de volume de données traitées, de complexité des modèles et de déploiement à grande échelle :

   • En 2010 : 2 téraoctets de données d’entraînement pour les modèles d’IA, avec des millions de paramètres et quelques milliers de systèmes d’IA en production.
   • En 2020 : 64 zettaoctets de données pour les grands modèles de langage, certaines IA – comme GPT-3 – atteignent 175 milliards de paramètres, et des millions de systèmes d’IA sont utilisés.
   • Estimations pour 2025 : 181 zettaoctets de données, des modèles avec des billions de paramètres, et des milliards de systèmes d’IA intégrés dans divers appareils.
   • Projections pour 2035 : Possibilité de yottaoctets de données, des modèles avec potentiellement des quadrillions de paramètres, et une IA omniprésente dans presque tous les aspects de la technologie et de la vie courante.

Sources :
– https://fr.statista.com/infographie/17800/big-data-evolution-volume-donnees-numeriques-genere-dans-le-monde/
– https://www.journaldunet.com/big-data/1424245-le-volume-de-donnees-mondial-sera-multiplie-par-45-entre-2020-et-2035-selon-statista/
– https://balises.bpi.fr/les-data-centers-13-de-la-consommation-energetique-mondiale-en-2030/

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Innovation de Gemmes de France : Répondre aux défis du stockage de données du 21ème siècle

Comme le préambule le montre, l’ère numérique se caractérise par une croissance exponentielle des volumes de données à stocker. Cette dynamique, portée par la généralisation du cloud, l’essor de l’intelligence artificielle, de la robotique, de l’Internet des objets et des usages professionnels et institutionnels, crée une pression sans précédent sur les infrastructures de stockage mondiales.

Un contexte de rupture : des besoins qui explosent, des limites atteintes

Les technologies de stockage actuelles, utilisées dans les data centers, (disques durs, SSD, bandes magnétiques, etc.) atteignent leurs limites :

• La production de supports de stockage croît plus lentement que les volumes de données générés : l’écart se creuse chaque année, menaçant la capacité des entreprises et des organisations à préserver leurs informations stratégiques, scientifiques ou réglementaires.
• L’impact environnemental devient sévère : la fabrication des supports actuels nécessite des terres rares et des matériaux critiques, accentuant la pression sur les ressources naturelles et les chaînes d’approvisionnement.
• L’explosion du nombre de data centers : pour suivre la croissance des données, il faut construire toujours plus de centres de stockage géants, qui consomment d’énormes quantités d’électricité et d’eau.
  Selon les projections, les data centers pourraient représenter 13 % de la production mondiale d’électricité dès 2030. Si la multiplication des données se poursuit au même rythme, il deviendra impossible de satisfaire la demande énergétique sans sacrifier d’autres activités humaines ou sans renoncer à stocker une partie de la connaissance et de l’information produites.

Pourquoi une nouvelle technologie de stockage est indispensable

Le développement de l’IA, de la robotique, de la santé numérique, de la finance, de la recherche scientifique et de la gestion publique dépend de la capacité à stocker, sécuriser et exploiter des volumes croissants de données.
Les limites physiques et environnementales des technologies actuelles imposent une rupture : il faut inventer des solutions radicalement plus compactes, durables, sobres en énergie et en ressources.

L’innovation : une rupture technologique majeure validée scientifiquement

Gemmes de France propose une solution de stockage de données à très haute densité, basée sur l’inscription d’informations à l’intérieur de gemmes de synthèse de très haute pureté (diamant CVD) et non en surface comme certaines technologies le proposent.
La faisabilité de cette innovation a été confirmée par un spin-off du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), garantissant ainsi sa crédibilité scientifique et industrielle.

Les atouts clés de cette technologie :

• Densité inégalée : stockage de 1 To par cm³ à court terme, avec un potentiel de 10 à 100 To/cm³ à moyen terme, et bien davantage à long terme. L’innovation permet de concentrer des volumes considérables de données dans un espace physique minimal, réduisant drastiquement la taille et le nombre des data centers nécessaires.
• Longévité et fiabilité : bénéficiant des propriétés physiques du support (diamant), les données inscrites dans la gemme sont protégées des altérations physiques et chimiques, sont insensibles aux ondes électromagnétiques, résistent à de basses et hautes températures, et à la plupart des agents corrosifs. La durée de vie du support se compte en millions d’années.
• Sécurité : la première version de l’innovation est non-réinscriptible, garantissant l’intégrité des données archivées.
• Économie d’énergie et d’eau : contrairement aux unités de stockage classiques qui nécessitent une alimentation constante pour maintenir la disponibilité des données, le stockage sur gemmes consomme de l’énergie uniquement lors des opérations d’écriture ou de lecture. Moins d’espace physique implique aussi moins de besoins en climatisation et en refroidissement, réduisant la consommation d’eau.
• Réduction de l’impact environnemental négatif : la fabrication des gemmes de synthèse ne dépend pas des terres rares, et la compacité du stockage limite la multiplication des infrastructures et leurs tailles. Moins de data centers, c’est moins de pression sur les ressources naturelles et une empreinte carbone réduite surtout si l’on prend en compte le non-remplacement des supports de stockage tous les 10 ou 20 ans.

Comparaison avec le stockage sur ADN synthétique : densité vs. durabilité

La seule technologie actuelle offrant une densité de stockage supérieure à celle de l’innovation de Gemmes de France est le stockage sur ADN synthétique. Cependant, l’ADN est extrêmement fragile : il ne résiste ni aux ondes électromagnétiques, ni aux températures extrêmes, ni à la plupart des agents chimiques.
Sa conservation sur le très long terme nécessite de l’encapsuler dans des matériaux protecteurs et la question de la lenteur des temps de lecture/écriture reste posée.
A contrario, la technologie de Gemmes de France, tout en offrant une densité déjà exceptionnelle, garantit une durabilité et une robustesse inégalées.

Robotique, IA embarquée et stockage local : un enjeu décisif

La robotique et l’intelligence artificielle embarquée sont en plein essor et posent des défis spécifiques en matière de stockage :

• Exemple de la voiture autonome : un tel véhicule génère chaque jour plusieurs téraoctets de données, nécessaires à l’apprentissage continu et à la sécurité des passagers. Ces données ne peuvent pas être stockées à distance (cloud) en raison des délais de latence, des pertes de réseau ou de la nécessité de réagir en temps réel à des situations critiques nouvelles.
  Il est donc indispensable de disposer à bord du véhicule d’une capacité de stockage très élevée, compacte, fiable et durable.
• Robots anthropomorphiques, domestiques ou industriels : ces systèmes devront, eux aussi, embarquer de très grandes quantités de données pour fonctionner de façon autonome, intelligente et sécurisée. À cause de leur poids/volume et de leur consommation énergétique, les unités de stockage actuelles ne pourront pas répondre à ces besoins, ce qui donne un intérêt supplémentaire à l’innovation de Gemmes de France.

Première version non-réinscriptible de l’innovation

Comme il est légitime de s’interroger sur l’intérêt d’une technologie non-réinscriptible, il est important de rappeler que 60 % des données stockées dans les data centers ne nécessitent pas d’être réécrites, mais doivent être conservées sur le très long terme pour des raisons légales, patrimoniales ou réglementaires.
La première version de l’innovation de Gemmes de France répond donc à la majorité des besoins des centres de données.
Quant aux données régulièrement mises à jour, dans la décennie à venir, la seconde version de l’innovation, réinscriptible cette fois, permettra de couvrir l’ensemble des besoins de stockage numérique.

Marchés et usages stratégiques

Gemmes de France s’adresse en priorité aux acteurs qui font face à des besoins critiques de stockage :

• Data centers, archives numériques, plateformes cloud : pour accompagner la croissance des volumes de données tout en maîtrisant les coûts et l’empreinte environnementale.
• Banques, secteur public, santé, administration : pour garantir la sécurité et la souveraineté des données sensibles ou critiques.
• Entreprises à fortes contraintes d’espace, de poids ou d’énergie : robotique, véhicules autonomes, aéronautique, spatial, où la compacité, la légèreté comparée aux stockages existants, et la robustesse sont déterminantes.
• Instituts de recherche, laboratoires, startups IA et big data, cybersécurité : pour soutenir l’innovation et la gestion de données massives.

Un levier pour la compétitivité et la transition écologique

En adoptant la technologie de Gemmes de France, les organisations pourront :

• Réduire la taille et le coût de leurs infrastructures de stockage.
• Diminuer leur consommation d’énergie et d’eau, et les dommages environnementaux.
• Sécuriser et pérenniser leurs données stratégiques sur le très long terme.
• Valoriser leur image en tant qu’acteurs responsables et innovants.

Perspectives et appel aux partenariats

Gemmes de France a une feuille de route ambitieuse et volontaire :

• Augmentation continue de la densité de stockage.
• Élaboration de la version réinscriptible et de lecteurs de données adaptés à chaque usage.
• Développement d’autres innovations liées, directement ou indirectement, aux gemmes.
• Ouverture à des partenariats industriels, institutionnels et financiers pour accélérer le développement de la technologie et les solutions de demain.

Les entreprises, institutions et investisseurs intéressés par cette première innovation sont invités à contacter Gemmes de France pour explorer ensemble les opportunités de collaboration.

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En résumé, l’innovation de Gemmes de France apporte une réponse concrète et durable aux défis majeurs du stockage de données du 21ème siècle. Elle ouvre la voie à une croissance numérique soutenable, sans compromis sur la sécurité, la souveraineté ou la performance.

Reproduction interdite – Source des illustrations : Google et Statista