Pourquoi l’Apple A10 Fusion domine ses concurrents sous Android

Lors de sa keynote annuelle il n'y a que quelques semaines de cela, Apple a une nouvelle fois avancé que son processeur Apple A10 Fusion distançait de loin ses compétiteurs de l'univers Android. Problème étant qu'il ne s'agit pas d'un propos lancé au débotté : c'est bien le cas, et il va falloir que les fondeurs réagissent à celui-ci. Analysons la structure de ce nouveau SoC.

Il y a toujours eu sur le marché une dualité permanente : celle des appareils Android, et des appareils Apple. Deux philosophies que tout oppose, mais qui se rejoignent en de nombreux points notamment en termes de design ou d'applications.

Là où la différence se fait est principalement sur l'optimisation. Android a choisi la liberté des utilisateurs, parfois à outrance, tandis qu'Apple gère d'une main de fer son écosystème quitte à suffoquer ses admirateurs.

Et sur le matériel, nous savons déjà que l'américain est un amateur des “appareils uniques”, construits sous son égide uniquement. Avec les iPhone 7 et 7 Plus, il a également présenté son nouveau SoC : l'Apple A10 Fusion, aujourd'hui meilleur SoC disponible sur mobile. Détaillons ses avancées, et en quoi il distance ses compétiteurs.

Plus proche de l'ultrabook que du mobile

Pour bien comprendre les performances de ce nouveau SoC, Linley Group s'est mis en tête de démonter entièrement celui-ci afin d'observer son architecture dans les moindres détails. Après tout, Apple conçoit ses propres puces, il est donc difficile d'en connaître les entrailles sans mettre les mains sous le capot.

Pour son directeur, le constat est simple : “le nouveau CPU d'Apple est bien plus à comparer aux coeurs x86 grand public d'Intel” argumentant que le A10 délivre des performances “presque identiques” aux processeurs Skylake :

“Les prouesses du CPU Apple commencent à rivaliser celles d'Intel. En effet, l'architecture Hurricaine [du SoC Apple A10 Fusion] pourrait facilement propulser des produits comme le MacBook Air qui utilise aujourd'hui des puces Intel à faible consommation“.

Une architecture pensée en couple

En somme, le A10 Fusion est au niveau… d'un Intel Core i5 mobile. Ou du moins ses 2 coeurs Hurricane, qui sont les coeurs chargés des tâches les plus lourdes tandis que les 2 Zephyr se chargent des tâches les plus simples et sont à consommation réduite.

C'est la possibilité pour le système de passer dynamiquement des coeurs Zephyr aux coeurs Hurricaine qui lui donne une meilleure optimisation des tâches. Ceux-ci suivent en effet l'architecture big.LITTLE que préconise ARM.

La grande différence du design d'Apple réside dans la taille des coeurs utilisés, selon ce démontage. En effet, les coeurs Hurricane sont très grands, proches du double des SoC concurrents à 4,18mm2. Même les Zephyr, orientés sur une faible consommation énergétique, sont “presque 2 fois aussi grand que des Cortex-A53“.

Cela ne se traduit pas forcément en puissance brute, mais plutôt en efficacité. Un plus grand circuit intégré est plus coûteux, évidemment, mais ne change rien à la puissance au mètre carré. Les puces Apple peuvent par contre gérer plus d'instructions par cycle, donnant leurs vélocités.

Seul Apple est capable de faire l'A10 Fusion

Mais pourquoi ses concurrents n'ont pas été eux aussi sur ce terrain ? Il s'agit-là d'une réflexion purement monétaire selon le directeur du Linley Group :

“L'avantage d'Apple est sa capacité à dépenser de l'argent. Un grand circuit imprimé est coûteux pour un processeur utilisant la dernière technologie de gravure en 16nm FinFET…. Mais puisqu'Apple vend des téléphones, pas des puces, ajouter quelques dollars pour ça n'a que peu d'importance si les performances accrues lui permettent de vendre encore plus de produits à 600 dollars“.

En somme, arriver à produire ce type de puce requiert de pouvoir les financer, et Apple est l'un des premiers à le pouvoir. D'autant plus alors que ses bénéfices sur les ventes d'iPhone sont faramineux, les téléphones vendus 700€ au bas mot étant loin de lui coûter la même somme à produire.

Et évidemment… Apple est maître en son royaume. Ce qui fait que tous les développeurs utilisant sa plateforme n'ont à optimiser leurs applications que pour un faible parc de produits (en termes de diversité). De ce fait, les avantages de ses puces ressortent plus naturellement pour l'utilisateur final.

De plus grands circuits imprimés pour la concurrence ?

On l'a bien compris : le gros avantage du SoC Apple n'est autre que la taille de son circuit imprimé, qui améliore ses performances. Mais pourquoi ses concurrents comme Samsung ou Qualcomm ne font pas de même ?

Tout simplement parce que ceux-ci sont des fondeurs avant tout, dans le sens où ils produisent des processeurs qui seront utilisés dans une gigantesque variété d'appareils. Produire des puces ayant, théoriquement, un circuit imprimé 4 fois plus grand pourrait aussi ralentir leur cadence de production de 4 fois et coûter 4 fois plus cher.

Aussi, il est impensable de mettre en avant cette caractéristique, quand bien même ils seraient évidemment capables de le faire, puisque cela n'a aucun sens économique pour eux. Proposer des puces plus chères et plus longues à produire (au niveau macro-économique) ne correspond pas aux valeurs du marché des smartphones Android actuels, favorisant le renouvellement annuel et la diversité d'offre.

Les innovations sont sur d'autres points tout aussi importants

Apple a remporté la bataille de la puissance cette année, en lançant tout simplement des billets sur ses processeurs. Ce qui ne veut pas dire que la bataille est terminée, bien au contraire : les fondeurs orientés Android travaillent seulement sur d'autres secteurs.

Là où Apple augmente la taille de son circuit imprimé, Samsung et Qualcomm travaillent sur la gravure en 10nm FinFET pour leurs prochains Exynos 8895 et Snapdragon 830. Avec cette finesse de gravure, c'est la consommation énergétique qui se voit être drastiquement réduite, favorisant une meilleure autonomie pour nos appareils.

De même, des transistors plus petits sous-entendent nécessairement de pouvoir en mettre plus sur une architecture donnée, augmentant les performances théoriques du tout.

A noter que les processeurs Apple, bien que performants, n'ont pas nécessairement historiquement les meilleures performances au mètre carré : les fondeurs de l'univers Android ont tendance à offrir une meilleure optimisation matérielle que l'américain, qui se focalise bien plus sur l'optimisation logicielle.

Aussi, rien n'est véritablement joué sur l'univers des processeurs : deux philosophies s'affrontent naturellement, et profiteront des avancées technologiques des uns et des autres dans leur course en avant. Après tout, la gravure en 10nm FinFET sera bien utilisée par Apple un jour ou l'autre.