Ni tube ni transistor : le Parametron, l’ordinateur japonais que l’histoire a laissé filer

En 1958, l’ordinateur le plus rapide du Japon ne contenait ni tube à vide ni transistor. Il calculait avec 4 200 bobines de ferrite qui oscillaient en cadence. Ce composant s’appelait le parametron et l’IEEE vient de lui accorder son label historique : la fiche Milestone a été dédiée le 27 novembre 2025 à la faculté des sciences de l’université de Tokyo.

Concrètement, un parametron est un circuit résonant piloté par un courant alternatif et qui se met à osciller à la moitié de la fréquence d’excitation. Cette oscillation peut s’installer dans deux phases stables séparées de 180 degrés. L’une code le 0, l’autre le 1. Le bit n’est donc ni un courant qui passe ni une lampe allumée : c’est un décalage de phase dans un tore de ferrite. Eiichi Goto (1931-2005), alors jeune chercheur du laboratoire de Hidetosi Takahasi, en a eu l’idée en 1954.

Une machine bâtie avec des bobines à 5 yens

La première machine complète, le PC-1, entre en service le 26 mars 1958 à l’université de Tokyo. Sa fiche au musée de l’IPSJ donne 0,4 milliseconde pour une addition, 4,4 millisecondes pour une multiplication et 16,1 millisecondes pour une division, avec 512 mots de mémoire et 3 kW au compteur. L’argument de vente n’était pourtant pas la vitesse : c’était le prix. Le dossier de candidature au Milestone chiffre le tube à vide à 1 000 yens pièce et le transistor à jonction à 8 000 yens, contre 5 yens le tore de ferrite. Le composant de base coûtait donc 1 600 fois moins cher que le transistor de la même année.

Le pari a tenu quelques années. En 1959, près de la moitié des ordinateurs électroniques en service au Japon fonctionnaient au parametron, chez NEC, Hitachi, Fujitsu, Mitsubishi Electric ou Oki Electric, et dans les laboratoires télécoms de NTT. Le composant a même servi à convertir le morse en téléscripteur pendant les Jeux de Melbourne, en 1956. Le pays qui a cartographié ses 9 321 gares a longtemps gardé cette bifurcation-là hors de ses récits techniques.

Vitesse, consommation, fiabilité : ce que dit la comparaison

Nous croisons les fiches techniques des trois machines japonaises de la même génération, chacune bâtie sur une technologie différente. Le FUJIC, achevé en mars 1956, marchait avec environ 1 700 tubes à vide. L’ETL Mark IV, achevé en novembre 1957 au laboratoire électrotechnique national, marchait aux transistors. Le PC-1 arrive un an plus tard avec ses parametrons.

Le classement contredit l’intuition. En 1958, le PC-1 à parametrons additionnait en 0,4 milliseconde, contre 3,4 millisecondes pour la machine à transistors de 1957 et 0,1 milliseconde pour la machine à tubes de 1956. Sur une addition, le parametron battait donc le transistor d’un facteur 8, pour deux fois moins de courant que la machine à tubes. La fiabilité tranchait dans le même sens. Les machines à tubes demandaient des remplacements quotidiens, là où le ferrite ne s’use pas ; le FUJIC a été mis au rebut dès septembre 1958.

La comparaison a ses bornes, et il faut les dire. Les trois machines ne visaient pas les mêmes usages, l’ETL Mark IV travaillait en décimal sur tambour magnétique (une architecture qui pèse lourd sur ses temps de cycle) et sa consommation n’est pas documentée. Ce que le tableau établit n’est pas la supériorité d’une technologie sur l’autre dans l’absolu : c’est qu’en 1958, au Japon, le transistor n’avait encore gagné aucune des trois manches.

Pourquoi le transistor a gagné quand même

Le plafond était physique. Un parametron travaille entre 10 et 30 kilohertz quand les machines à transistors visaient déjà le mégahertz, soit un rapport de 30 à 100. Chaque élément ne pouvait piloter que douze sorties, la logique se faisait par vote majoritaire et non par algèbre booléenne, et la miniaturisation butait sur la chaleur dès qu’on montait en fréquence. Au milieu des années 1960, le transistor à jonction était devenu fiable et bon marché. Le parametron a quitté les catalogues en quelques années.

L’idée, elle, n’a pas disparu. Un descendant supraconducteur en porte encore le nom : le quantum flux parametron, bâti sur des jonctions Josephson. Dans sa version adiabatique, mesurée dans Scientific Reports en 2019, il dissipe 9 313 fois moins d’énergie par opération qu’une logique FinFET 12 nm de TSMC, à condition d’assumer un refroidissement qui coûte environ 400 fois l’énergie du circuit. C’est le même arbitrage qu’en 1958, déplacé de soixante ans : peu d’énergie contre peu de vitesse, et une infrastructure à payer autour. Les paris sur le calcul sobre, de la puce photonique aux circuits supraconducteurs, se jouent sur cette ligne. Le parametron rappelle ce qui les tranche : rarement le composant seul, presque toujours l’industrie qui se range derrière.

Article créé en collaboration avec l’IA.