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Flashback : comment l’Apple M1 a évolué à partir des chipsets iPad d’Apple

by Neville Desruisseaux


Le premier chipset personnalisé d’Apple, l’Apple A4, a été lancé en 2010 avec l’iPad d’origine et est également apparu dans l’iPhone 4 quelques mois plus tard. L’A4 a été fabriqué par Samsung et utilisait un cœur de processeur Cortex-A8 amélioré appelé Hummingbird.

Hummingbird a été développé conjointement par Samsung et Intrinsity et a été annoncé en 2009 comme le processeur ARM Cortex-A8 le plus rapide au monde. De multiples personnalisations ont dû être faites pour que le cœur atteigne son objectif de 1 GHz.Apple a acquis Intrinsity quelques mois seulement après l’introduction de l’iPad. Et quelques années plus tôt, il avait acquis PA Semi.

Après ces acquisitions clés, Apple s’est mis au travail pour concevoir des chipsets internes à utiliser dans ses produits portables. L’histoire d’aujourd’hui commence en 2012, car nous nous concentrerons sur la série de puces X améliorée, qui sont les prédécesseurs du révolutionnaire Apple M1. Les puces AX sont principalement utilisées dans les iPad, mais sont également apparues occasionnellement dans Apple TV.

L’iPad de deuxième génération a présenté l’Apple A5 au monde en 2011. Il utilisait toujours des composants prêts à l’emploi, les cœurs de processeur Cortex-A9 d’ARM et les cœurs de processeur graphique PowerVR SGX543 d’Imagination. L’iPad de troisième génération est arrivé un an plus tard avec une version améliorée de cette puce, baptisée Apple A5X, qui a lancé le bal.

L’A5X a doublé les cœurs du GPU (de MP2 à MP4) et a également introduit un nouveau contrôleur de mémoire à quatre canaux, offrant des vitesses de transfert de données allant jusqu’à 12,8 Go/s, soit environ le triple de la bande passante de l’A5X.TO 5.

Les futurs chipsets AX suivraient le même plan de jeu et utiliseraient le même matériel, juste plus. Les tablettes sont plus grandes que les téléphones, ce qui signifie qu’elles ont des batteries plus grandes et une plus grande surface pour dissiper la chaleur, afin qu’elles puissent gérer des chipsets plus puissants.

L’Apple A6 est remarquable pour présenter le premier cœur de processeur personnalisé conçu en interne d’Apple, appelé Swift. Le GPU venait toujours d’Imagination. L’A6X a été un peu décevant car il n’a ajouté qu’un seul cœur GPU supplémentaire.

Quelques années plus tard, l’Apple A8X est arrivé, le premier de la série à étendre le matériel CPU et GPU. Il a ajouté un cœur Typhoon supplémentaire, pour un total de trois, tandis que le nombre de cœurs GPU a doublé pour atteindre huit. L’A9X est revenu au même processeur que l’A9 normal, mais c’était la dernière fois ; par la suite, tous les chipsets AX auraient des processeurs plus grands.

Flashback : comment l'Apple M1 a évolué à partir des chipsets iPad d'Apple

Le chipset Apple A10 2016 a été le premier de la société à adopter une architecture big.LITTLE. Il avait deux gros noyaux Hurricane ainsi que deux petits noyaux Zephyr. Un an plus tard, l’A10X est venu avec trois de chaque, tout en doublant le nombre de cœurs GPU.

Les petits cœurs sont excellents pour l’efficacité, mais en avoir plus que quelques-uns n’ajoute pas beaucoup de performances. C’est pourquoi le chipset Apple A12X 2018 n’a fait que doubler le nombre de gros cœurs de processeur (à quatre), tout en utilisant le même nombre de petits cœurs (également quatre). Le GPU a été mis à niveau vers une conception à 7 cœurs, une version à 8 cœurs arriverait en 2020 sous le nom d’Apple A12Z.

Avance rapide jusqu’en 2020 après des années d’utilisation des processeurs Intel, Apple leur a dit au revoir et a annoncé le premier lot de Mac alimentés par Apple M1. Cela a également marqué une transition de x86 vers ARM, le même jeu d’instructions ARM qui alimentait vos iPhones et iPads.

Y eso no es una coincidencia, el Apple M1 usó versiones ligeramente modificadas de los componentes del A14 (el chip dentro del iPhone 12 y el iPad Air de cuarta generación), los núcleos Firestorm grandes y los núcleos Icestorm pequeños, la misma arquitectura de GPU aussi.

Flashback : comment l'Apple M1 a évolué à partir des chipsets iPad d'Apple

Mais comme nous l’avons déjà vu, l’astuce pour rendre le chipset plus rapide consiste à ajouter plus de cœurs. Le M1 a doublé les gros cœurs de processeur et doublé le GPU (bien qu’il ait proposé des puces avec des GPU à 7 cœurs comme mesure de réduction des coûts). Comme avec le 12X, les petits cœurs de processeur n’ont pas été touchés. Cela a aidé que les conceptions d’Apple soient déjà en avance en termes de performances et d’efficacité (TSMC mérite une partie du crédit pour cela), de sorte que le M1 gère facilement les tâches de bureau, même lorsqu’il est refroidi passivement.

Le chipset Apple M2 qui a été annoncé plus tôt ce mois-ci suit le même schéma, bien que cette fois il soit basé sur le chipset A15 (iPhone 13). Le M1 avait des variantes Pro, Max et Ultra, le M2 le sera certainement aussi.

Ceux-ci utilisent simplement des multiplicateurs différents, par exemple le M1 Pro a 50% ou 100% de cœurs de processeur plus gros que le M1 de base et deux fois plus de cœurs de GPU. Le Pro a réduit les petits cœurs à deux, mais comme déjà discuté, seuls quelques-uns sont nécessaires. Le Max utilise la même formule CPU, mais offre 3 à 4 fois plus de cœurs GPU que le M1 de base. L’Ultra double les ressources CPU et GPU (il est en fait construit avec deux puces Pro).

































2012/2012 pomme A5 A5X
Gros cœurs de processeur 2x Cortex-A9 2x Cortex-A9
Petits cœurs de processeur
GPU SGX543 MP2 SGX543 MP4
2012 pomme A6 A6X
Gros cœurs de processeur 2x rapide 2x rapide
Petits cœurs de processeur
GPU SGX543 MP3 SGX554 MP4
2014 pomme a8 Pomme A8X
Gros cœurs de processeur 2x typhon 3x typhon
Petits cœurs de processeur
GPU 6XT 4 cœurs 6XT 8 cœurs
2015 pomme a9 Pomme A9X
Gros cœurs de processeur 2x tornade 2x tornade
Petits cœurs de processeur
GPU 7XT 6 cœurs 12 cœurs 7XT
2016/2017 pomme a10 pomme A10X
Gros cœurs de processeur 2x ouragan 3x ouragan
Petits cœurs de processeur 2x zéphyr 3x zéphyr
GPU Noyau 7XT GT 6 12 cœurs
2018/2020 pomme a12 Pomme A12X/A12Z
Gros cœurs de processeur 2x tourbillon 4x tourbillon
Petits cœurs de processeur 4x tempête 4x Tempête
GPU 4 cœurs G11P 7/8 cœurs
2020 pomme a14 pomme m1
Gros cœurs de processeur 2x tempête de feu 4x tempête de feu
Petits cœurs de processeur 4x tempête de verglas 4x tempête de verglas
GPU pomme 4 cœurs Noyau Apple 7/8
2021/2022 pomme a15 pomme m2
Gros cœurs de processeur 2x Avalanche 4x Avalanche
Petits cœurs de processeur 4x tempête de neige 4x tempête de neige
GPU 4 cœurs 8/10 cœurs

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