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Le CES (Consumer electronics show) s’est tenu le 7 janvier dernier. Salon durant lequel de nombreuses innovations étaient présentées. Parmi les interventions marquantes, celle d’AMD (Advanced Micro Devices) . L’entreprise, éternellement vue comme un concurrent positionné sur les entrées de gamme face à Intel, y dévoile le fruit de son dur labeur. Une nouvelle famille de processeurs présentant des performances significativement supérieures et gravés en 7 nm, particularité de la 4ème génération de Ryzen. AMD met en avant la capacité de calcul nettement supérieure en multi-threading (90 % de performances en plus) de son processeur Ryzen 7 4800U, en comparaison du processeur Intel core i7-1065G7.
Les ordinateurs sont devenus, en l’espace de quelques décennies, d’incontournables outils du quotidien, et ce, tant dans la sphère professionnelle que personnelle. Ce tour de force est notamment dû aux nombreuses formes prises par ces machines au fil des années. En effet, pour mieux s’immiscer dans nos interactions avec le reste du monde, elles gagnent de manière exponentielle en portabilité.
Il y a une quinzaine d’année, c’était le lancement du smartphone. Il n’a commencé à prendre son essor qu’à la fin des années 2000, notamment avec la sortie du premier iPhone en 2007. Ce dernier proposait une interface inédite et une ergonomie réellement pensée pour l’usage du tactile. Sa sortie était aussi concomitante au déploiement du réseau (Edge, puis 3G, puis 4G) et à l’augmentation des accès Wi-Fi. De nos jours, il s’agit bien plus d’un ordinateur qui se dote de fonctions de télécommunications que l’inverse.
Également perçue comme un outil intermédiaire entre le smartphone et l’ordinateur classique, la tablette tactile s’est démocratisée en parallèle du smartphone. Embarquant les mêmes fonctionnalités sur un support moins portable, mais visuellement plus confortable.
Chaque déclinaison d’ordinateur embarque alors avec elle, un format de composants spécifique. En effet, le dimensionnement des composants, et en particulier du processeur, évolue régulièrement. Il s’est surtout beaucoup diversifié afin de répondre à des besoins différents : performance, économie énergétique, dissipation thermique, etc.
Ainsi, les fabricants redoublent d’inventivité et sont engagés dans un processus constant de recherche et développement afin de suivre le rythme du marché, voire de lui donner le rythme en proposant de nouveaux usages. On peut notamment penser aux ordinateurs « 2-en-1 » , . Ils embarquent à la fois les caractéristiques d’un ordinateur portable et d’une tablette tactile, dans le but de couvrir divers usages. À l’ère de la miniaturisation, on peut ainsi observer une convergence du format ordinateur portable et du format tablette tactile. Et l’exemple de l’ordinateur 2-en-1 témoigne de cela.
On embarque de plus en plus de puissance dans un format de plus en plus petit. C’est ce qui permet d’ouvrir la voie à une portabilité extrêmement accrue. Le développement des hybrides technologiques tels qu’évoqué ci-dessus est en pleine expansion. Aussi bien sur celui des dispositifs à la portabilité que celui de l’ergonomie optimisée et pensée pour un usage alternatif. La seule réserve est d’y apposer des périphériques optionnels, qui exprime à travers la connectique proposée ou encore l’OS, la volonté de remplacer l’ordinateur.
Le marché des fabricants de processeurs est très largement occupé par Intel, société créée en 1968. Il s’agit d’un fait largement reconnu. Ainsi, lors de l’achat d’un ordinateur, on peut être étonné devant un appareil embarquant un processeur conçu par un autre fabricant. Il faut dire qu’Intel s’est significativement démarquée dans le domaine en adressant toutes les gammes de performances, de l’entrée de gamme (pentium, i3) à la gamme professionnelle (Xeon). La société est le premier concepteur mondial de semi-conducteurs.
Intel fabrique également des cartes mères, des mémoires flash, des processeurs graphiques; elle est le constructeur du premier microprocesseur x86. La marque a su s’imposer sur le marché des processeurs et règne d’ailleurs en maître dans la majorité des comparatifs établis sur le marché.
De son côté, AMD est plus connue pour ses cartes graphiques que pour ses processeurs. Néanmoins, depuis quelques années, la société commence à se faire remarquer. À l’origine, elle se démarque par le public qu’elle cible, à savoir les portes-monnaies plus modestes. Elle propose un rapport qualité-prix bien meilleur que son concurrent principal. L’optimisation (notamment énergétique) et les performances de ses produits sont aussi plus modestes. Lorsque l’on établit des comparatifs afin de trouver l’appareil le plus pertinent pour nos usages et au meilleur prix, les processeurs de cette marque ressortent grâce au bon rapport qualité/prix.
Comme vous et moi, un ordinateur est composé d’un corps qui protège et embarque ses organes (le châssis) sur lequel nous ne nous attarderons pas. Ce qui nous intéresse ici, ce sont plutôt les organes en question protégés sous le châssis. Parmi ces derniers, on peut citer:
L’un des composants principaux, bien que chaque composant soit important pour le fonctionnement de l’ordinateur en lui-même, est le processeur. Il s’agit de l’unité principale de calcul « CPU » (Central processing unit) qui permet au « computer » de computer (calculer). C’est-à-dire de traiter les informations (sous forme de bits : 0 ou 1, correspondant à l’état du circuit à un moment T : ouvert ou fermé). Historiquement, la fréquence de traitement (en Hz) est donc l’élément central qui est considéré dans le choix d’un processeur.
Cependant, de nos jours, un processeur embarque d’autres fonctionnalités qui ont un grand impact sur ses capacités de traitement telles que la mémoire en cache. Il s’agit d’un type de mémoire très rapide qui enregistre temporairement des données pour les charger plus rapidement par après. En conséquence, plus le cache est étendu, plus il est bénéfique à la fluidité du système. Il est donc aujourd’hui insuffisant de ne considérer que la fréquence de traitement pour déterminer les capacités d’un processeur.
L’ère est à la parallélisation. L’architecture même des processeurs d’aujourd’hui les rend capables d’effectuer de multiples traitements en parallèle. Et cela, grâce à leur conception multi-cœurs (unités physiques de calcul, concernant l’exécution d’un programme), voire multi-threads (unités logiques de calcul, ce qui correspond à un sous-ensemble de calcul d’un programme). Par conséquent, il n’est plus tant question de fréquence de calcul (en GHz de nos jours) que de capacité à paralléliser les calculs.
En effet, un immense chemin a déjà été parcouru en ce qui concerne la fréquence de calcul. Le premier processeur Intel (« puce » à l’époque) basé sur une architecture x86, sortie le 9 juin 1978, avait une fréquence de seulement 5 MHz, tandis que de nos jours, un Core i7 peut tourner à 4.20 GHz, et même atteindre les 5 GHz, ce qui est 1 000 fois plus rapide que celui de 1978.
La première génération d’Intel Core est sortie en 2008 et, 12 ans plus tard, on compte 10 générations de processeurs de cette famille, répartis dans trois gammes de performances : i3, i5 et i7. La finesse de gravure est passée entre temps de 45 nm à 14/10 nm, sachant qu’un nanomètre (nm) est 1 million de fois plus petit qu’un millimètre.
Néanmoins, à ce sujet, Intel n’est pas particulièrement en avance. Apple proposait déjà des processeurs 7 nm embarqués dans ses iPad Pro (A12X bionic) en 2018 . AMD frappe donc fort face à Intel en proposant sa 4ème génération de processeurs Ryzen en 7 nm, et bien qu’Intel affirme parvenir au 5 nm d’ici horizon 2023 . En effet, AMD bénéficie du savoir-faire de TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), qui fabrique les processeurs pour Apple, et reprend donc la course avec un tour d’avance.
Le processeur comprend de nombreux composants qui gèrent diverses caractéristiques. Parmi les caractéristiques qui ont le plus d’impact sur la performance, on peut alors citer
Plus le TDP est faible, moins le processeur consomme, et moins il chauffe. Ce qui est un point d’une importance particulière sur les gammes portables.
Le multi-threading, comme évoqué, permet au processeur de gérer une multitude de demandes logicielles. Les cœurs sont dédiés à un programme et les threads permettent de diviser les tâches en sous-tâches, et ainsi leur traitement en parallèle. Cependant, certaines tâches ne peuvent pas bénéficier d’une telle parallélisation et ne peuvent donc être gérées que par un seul thread, avec, en conséquence, un plus grand besoin en ressources.
Les processeurs threadripper d’AMD, en particulier le dernier, sorti début février (AMD Threadripper 3990X), ont été pensés pour cet usage. AMD propose ainsi un processeur embarquant 64 cœurs de calcul et pouvant porter 128 threads . Un attirail non égalé par Intel à ce niveau de gamme, d’autant plus au regard du rapport qualité-prix toujours autant agressif du côté d’AMD.
Le besoin en énergie du processeur dépend généralement de 2 facteurs : l’optimisation et la puissance. Un modèle plus puissant sera plus énergivore, mais il peut arriver qu’un processeur mal optimisé d’entrée de gamme soit aussi gourmand qu’un produit haut de gamme très optimisé. Ce qui s’avérait être le cas pour AMD. Mais, avec les Ryzen (de 4ème génération), la marque a rattrapé son retard en s’alignant sur les gammes énergétiques d’Intel (45, 15, et moins de 10 W , 7 pour Intel et 6 pour AMD). Cette valeur est aussi à prendre en compte lors du choix de l’alimentation.
Ce bref aperçu de l’univers des processeurs montre qu’il est primordial de fournir un travail continu de R&D pour garder une place de choix sur un marché concurrentiel. D’autant plus lorsqu’il s’agit de faire front face à un géant. AMD a su apprendre de ses erreurs, notamment en ce qui concerne l’optimisation énergétique, et adresse aujourd’hui de nouvelles gammes (Threadripper, Ryzen 9) aux exigences bien différentes où le simple avantage du rapport qualité-prix ne suffit plus. La miniaturisation est un levier particulièrement significatif dans le domaine. Ainsi, la course à la gravure la plus fine que se livrent les fabricants ouvre la voie à de multiples technologies embarquées, de plus en plus portables, de plus en plus légères et de plus en plus puissantes. La R&D est un moteur très important quand il s’agit de devenir acteur.
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Par Lindsay Chemet,
Rédactrice scientifique chez ABGI France
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