Aujourd’hui, Apple a dévoilé sa toute nouvelle gamme de MacBook. Il ne s’agit pas d’une version ordinaire. Au contraire, l’étape qu’Apple franchit aujourd’hui est quelque chose qui ne s’est pas produite depuis 15 ans: le début d’une transition d’architecture de processeur sur toute la gamme de Mac grand public.

Grâce à l’intégration verticale de la société entre le matériel et les logiciels, il s’agit d’un changement monumental que personne d’autre qu’Apple ne peut apporter si rapidement. La dernière fois qu’Apple s’est aventurée dans une telle entreprise en 2006, la société avait abandonné PowerPC ISA et les processeurs d’IBM au profit de Conceptions Intel x86. Aujourd’hui, Intel est abandonné au profit des propres processeurs et microarchitectures de CPU internes de la société, basés sur ARM ISA.

Le nouveau processeur s’appelle Apple M1, le premier SoC de la société pour Mac. Avec quatre grands cœurs de performance, quatre cœurs d’efficacité et un GPU à 8 GPU, il comprend 16 milliards de transistors sur le nouveau nœud de processus 5 nm. Apple lance un nouveau schéma de dénomination SoC pour cette nouvelle famille de processeurs, mais au moins sur le papier, il ressemble beaucoup à un A14X.

L’événement d’aujourd’hui contenait une tonne de nouvelles annonces officielles, mais manquait également (à la manière typique d’Apple) de détails. Aujourd’hui, nous sommes en train de disséquer les nouvelles nouvelles de l’Apple M1, ainsi que de faire une plongée microarchitecturale basée sur le SoC Apple A14 déjà sorti.

Le SoC Apple M1: un A14X pour Mac

Le nouvel Apple M1 est vraiment le début d’un nouveau voyage majeur pour Apple. Lors de la présentation d’Apple, la société n’a pas vraiment divulgué beaucoup de détails sur la conception, mais il y avait une diapositive qui nous en disait long sur l’emballage et la conception de la puce:

Ce style d’emballage avec DRAM intégrée dans l’emballage organique n’est pas quelque chose qui n’est pas inhérent à la nouvelle puce M1, car nous avons déjà vu un tel design présenté sur l’A12X. Apple utilise probablement ce type d’emballage au lieu de votre smartphone POP habituel (emballage sur emballage) car ces puces sont conçues avec des TDP plus élevés à l’esprit, et il est primordial de s’assurer que l’on peut refroidir efficacement le design dans les nouveaux designs.

Cela signifie probablement que nous verrons également un bus DRAM de 128 bits sur la nouvelle puce, très similaire à celle des puces A-X de la génération précédente.

Sur la même diapositive, Apple semble également avoir utilisé une véritable piqûre de la nouvelle puce M1. Il correspond exactement aux caractéristiques décrites par Apple de la puce et ressemble à une vraie photo de la matrice. File d’attente probablement l’annotation de dé la plus rapide que j’ai jamais faite:

Nous pouvons voir les quatre cœurs de processeur Firestorm du nouveau M1 sur le côté gauche. Remarquez la très grande quantité de cache – c’était l’une des surprises révélées par l’événement, car l’A14 ne dispose toujours que de 8 Mo de cache L2. Le nouveau cache ici semble être divisé en 3 blocs plus grands, ce qui est logique étant donné la transition d’Apple de 8 Mo à 12 Mo pour cette nouvelle configuration, il est après tout utilisé par 4 cœurs au lieu de 2 cœurs maintenant.

Les 4 cœurs d’efficacité Icestorm se trouvent au centre du SoC, au-dessus duquel se trouve le cache de niveau système du SoC partagé entre tous les blocs IP.

Enfin, le GPU à 8 cœurs occupe une place importante dans la matrice et se trouve dans la partie supérieure de cette matrice.

Ce qui est le plus intéressant à propos du M1, c’est de savoir comment il se compare aux autres conceptions de processeurs Intel et AMD. Tous les blocs susmentionnés ne couvrent encore qu’une partie de la matrice entière, avec une quantité significative d’IP auxiliaire. Apple a mentionné que le M1 est un véritable SoC, y compris la fonctionnalité de ce qui était auparavant plusieurs puces discrètes à l’intérieur des ordinateurs portables Mac.

Les nouveaux cœurs de processeur sont ce qu’Apple prétend être les plus rapides au monde. Ce sera un point central de l’article d’aujourd’hui alors que nous nous attardons plus profondément sur la microarchitecture des cœurs Firestorm et vous présentons les performances du SoC Apple A14.

Nous nous attendons à ce que le noyau M1 soit plus rapide que ce que nous allons présenter aujourd’hui avec l’A14, donc l’affirmation d’Apple d’avoir le cœur de processeur le plus rapide au monde semble certainement extrêmement plausible.

L’ensemble du SoC comprend 16 milliards de transistors, soit 35% de plus que l’A14 à l’intérieur des derniers iPhones. Si Apple a maintenu la densité de transistors similaire entre les deux puces, nous devrions compter avec une taille de puce d’environ 120 mm², ce qui est considérablement plus petit que la génération précédente de puces Intel à l’intérieur des Macbooks.

Deuxième verset, identique au premier

Section de Ryan Smith

Ce n’est pas la première architecture de processeur d’Apple qui permute pour ses ordinateurs Mac. La société de longue date PowerPC est arrivée à un carrefour vers le milieu des années 2000 lorsque l’alliance Apple-IBM-Motorola (AIM), responsable du développement PowerPC, a de plus en plus de mal à poursuivre le développement de la puce. La puce PowerPC 970 (G5) d’IBM affiche des performances respectables sur les ordinateurs de bureau, mais sa consommation d’énergie est importante. Cela a laissé la puce non viable pour une utilisation dans le segment en croissance des ordinateurs portables, où Apple utilisait toujours les puces de la série PowerPC 7400 (G4) de Motorola, qui avaient une meilleure consommation d’énergie, mais pas les performances nécessaires pour rivaliser avec ce qu’Intel réaliserait finalement avec son Série principale de processeurs.

Et ainsi, Apple a joué une carte qu’ils tenaient en réserve: le projet Marklar. Tirant parti de la flexibilité de Mac OS X et de son noyau Darwin sous-jacent, qui, comme les autres Unix, est conçu pour être portable, Apple maintenait une version x86 de Mac OS X. Bien que largement considéré au départ comme un exercice de bonnes pratiques de codage – S’assurer qu’Apple écrivait du code OS qui n’était pas inutilement lié à PowerPC et à son modèle de mémoire big-endian – Marklar est devenu la stratégie de sortie d’Apple d’un écosystème PowerPC stagnant. La société passerait aux processeurs x86 – en particulier les processeurs x86 d’Intel – bouleversant son écosystème logiciel, mais ouvrant également la porte à de bien meilleures performances et à de nouvelles opportunités pour les clients.

Le passage à x86 était à tous égards une grande victoire pour Apple. Les processeurs Intel ont fourni de meilleures performances par watt que les processeurs PowerPC qu’Apple a laissés derrière, et en particulier une fois qu’Intel a lancé la série de processeurs Core 2 (Conroe) fin 2006, Intel s’est fermement établi comme la force dominante des processeurs PC. Cela a finalement configuré la trajectoire d’Apple au cours des années à venir, leur permettant de devenir une entreprise axée sur les ordinateurs portables avec des proto-ultrabooks (MacBook Air) et leurs incroyablement populaires MacBook Pro. De même, x86 apportait la compatibilité avec Windows, introduisant la possibilité de démarrer directement Windows, ou de l’exécuter dans une machine virtuelle à très faible coût.

Le coût de cette transition, cependant, est venu du côté logiciel. Les développeurs devraient commencer à utiliser les dernières chaînes d’outils d’Apple pour produire des binaires universels qui pourraient fonctionner sur les Mac PPC et x86 – et toutes les API précédentes d’Apple ne passeraient pas toutes à x86. Les développeurs ont bien sûr fait le saut, mais c’était une transition sans véritable précédent.

Rosetta, la couche de traduction PowerPC d’Apple pour x86, a comblé le fossé, au moins pour un moment. Rosetta permettrait à la plupart des applications PPC Mac OS X de fonctionner sur les Mac x86, et bien que les performances aient été un peu aléatoires (PPC sur x86 n’est pas la chose la plus simple), les performances plus élevées des processeurs Intel ont aidé à transporter les choses pour la plupart des applications non intensives. En fin de compte, Rosetta était un pansement pour Apple, et une pomme s’est arrachée relativement rapidement; Apple a déjà abandonné Rosetta au moment de Mac OS X 10.7 (Lion) en 2011. Ainsi, même avec Rosetta, Apple a clairement indiqué aux développeurs qu’ils s’attendaient à ce qu’ils mettent à jour leurs applications pour x86 s’ils voulaient continuer à les vendre et garder les utilisateurs heureux.

En fin de compte, les transitions PowerPC vers x86 ont donné le ton à l’Apple moderne et agile. Depuis lors, Apple a créé toute une philosophie de développement qui consiste à aller vite et à changer les choses comme bon leur semble, avec seulement une attention limitée à la rétrocompatibilité. Cela a donné aux utilisateurs et aux développeurs peu d’options, mais pour profiter du trajet et suivre les tendances de développement d’Apple. Mais cela a également donné à Apple la possibilité d’introduire de nouvelles technologies tôt et, si nécessaire, de casser les anciennes applications afin que les nouvelles fonctionnalités ne soient pas freinées par des problèmes de compatibilité ascendante.

Tout cela s’est déjà produit auparavant, et tout cela se reproduira à partir de la semaine prochaine, lorsque Apple lancera ses premiers Mac basés sur Apple M1. Les binaires universels sont de retour, Rosetta est de retour et les efforts d’Apple auprès des développeurs pour que leurs applications soient opérationnelles sur Arm sont en pleine vigueur. La transition PPC vers x86 a créé le modèle pour Apple pour un changement ISA, et après cette transition réussie, ils vont recommencer au cours des prochaines années, Apple devenant leur propre fournisseur de puces.