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Apple Silicon en détail : cœurs symétriques, PCIe et un nouveau processus de démarrage

Apple Silicon: Asymmetrische Cores, PCIe und ein neuer Bootprozess

Tl;dr : D’ici la fin de l’année, Apple Silicon équipera le premier Mac et annoncera la fin des processeurs Intel. On ne sait pas encore exactement ce que fera le premier système sur puce, car les développeurs recevront le célèbre A12Z Bionic dans la DTK. La documentation des développeurs d’Apple révèle cependant les premiers détails du SoC.

Les processeurs multicœurs existent depuis de nombreuses années sur les Mac, mais jusqu’à présent, leurs cœurs ont montré des performances comparables dans le cas d’Intel. Un Core i9-9980HK, tel que celui en option dans le MacBook Pro, offre huit cœurs de performance égale.

Le kit de transition pour les développeurs est fourni avec A12Z Bionic

Dans les processeurs pour iPhone et iPad d’Apple, en revanche, la division est différente. Il existe des noyaux asymétriques pour le multitraitement asymétrique sur les noyaux à haute performance (noyaux P) et les noyaux à faible consommation d’énergie (noyaux E). L’A12Z Bionic, par exemple, possède quatre noyaux P appelés Vortex et quatre noyaux E appelés Tempête. Apple utilise le System-on-a-Chip connu sous le nom d’iPad Pro pour le Developer Transition Kit (DTK) – un Mac mini avec Apple Silicon.

Les Apple Silicone Macs utilisent des noyaux asymétriques

Le DTK d’Apple s’appuie sur un processeur bien connu dans un Mac stationnaire pour garantir qu’aucune nouvelle puce n’est utilisée et pour s’assurer que les performances et l’efficacité énergétique d’un Mac à batterie ne sont pas déduites – tout repère sur le DTK est strictement interdit aux développeurs. La documentation des développeurs d’Apple montre cependant que non seulement le DTK avec A12Z Bionic utilisera de nouveaux Macs basés sur des SoCs en silicium d’Apple avec une conception de noyau asymétrique, mais aussi de nouveaux Macs basés sur des SoCs en silicium d’Apple avec une conception de noyau asymétrique. L’ancien fournisseur d’Apple, Intel, prendra bientôt une mesure similaire avec Lakefield.

Le silicium pour Mac utilise des P-Cores et des E-Cores

Le silicium pour Mac utilise des P-Cores et des E-Cores

Design asymétrique du noyau pour les nouveaux Mac

Un design asymétrique pour les nouveaux Macs

Apple intègre des fonctionnalités T2 dans le SoC

Les Macs actuels utilisent un processeur avec unité graphique intégrée et mémoire associée et, selon le modèle, une carte graphique discrète avec sa propre mémoire. En outre, tous les Macs actuels sont équipés de la puce T2 d’Apple, qui intègre l’enclave sécurisée, le contrôleur de stockage, le coprocesseur de mouvement et un processeur d’image dédié (ISP). Avec Apple Silicon, Apple va dire adieu à ce design. Les nouveaux Apple Silicon Macs intégreront tous ces composants dans un système sur puce avec une mémoire commune (Unified Memory Architecture), comme l’a confirmé Gavin Barraclough du groupe Core OS d’Apple.

En unifiant tous les composants sur une même puce, Apple peut apporter au Mac des fonctionnalités familières de l’iPhone et de l’iPad, notamment l’encodeur et le décodeur vidéo, le moteur neural et les accélérateurs d’apprentissage machine.

Apple Silicon abolit cette structure au profit de l'architecture de mémoire unifiée
Apple Silicon abolit cette structure au profit de l’architecture de mémoire unifiée (Photo : Apple)

S’éloigne-t-on des cartes graphiques discrètes ?

Le CPU et le GPU des nouveaux Mac ARM auront accès à la même mémoire. Le traitement graphique sur les Apple Silicon Macs ne nécessitera plus l’échange de données sur un bus PCIe, selon Apple, ce qui laisse place à des spéculations sur le fait qu’Apple n’utilisera pas de solutions graphiques discrètes sur les nouveaux Macs. Selon Intel, cela signifierait également la fin de la DMLA sur Mac. Toutefois, cela n’a pas encore été confirmé.

Où en sera Apple Silicon en termes de performances et de consommation d'énergie
Où en sera Apple Silicon en termes de performances et de consommation d’énergie (Image : Apple)

Dans l’état actuel des choses, il ne semble pas très réaliste qu’Apple puisse intégrer les performances graphiques d’une AMD Radeon Pro 5600M, telle qu’elle est intégrée dans le MacBook Pro, ou même d’une Radeon Pro Vega II du Mac Pro dans un SoC. D’autre part, Apple Silicon est même censé remplacer des processeurs comme le Xeon W-3275M à 28 cœurs d’Intel. Les puces A de l’iPhone et de l’iPad montrent qu’Apple peut construire des GPU extrêmement rapides. Et si Apple peut construire ses propres accélérateurs comme Afterburner, pourquoi ne pas construire ses propres solutions graphiques discrètes ? Chaque Apple Silicon ne doit pas nécessairement être un SoC, il peut aussi créer ses propres cartes graphiques.

Les appareils PCIe ont reçu leurs propres IOMMU

Parce que les voies et les dispositifs PCIe continueront d’exister avec le silicium d’Apple, également pour adresser la mémoire flash du système ou divers contrôleurs pour Thunderbolt, à condition qu’Apple continue de s’appuyer sur cette norme avec l’abandon d’Intel et ne passe pas à l’USB 4, qui offre également 40 Gbit/s après la norme 3×2 et peut être étendu en option par toutes les fonctionnalités de Thunderbolt 4. Mais la conception des I/O Memory Management Units (IOMMU) sera différente chez Apple Silicon. Les Macs à base d’Intel utiliseront une IOMMU pour tous les appareils PCIe, tandis qu’Apple Silicon utilisera une IOMMU par appareil PCIe. Ceci afin de garantir que ces appareils ne puissent accéder qu’à la mémoire qui leur était destinée. Apple veut également utiliser cette mesure pour empêcher les appareils PCIe de « s’écouter » mutuellement.

Apple Silicon s'appuie sur une IOMMU par appareil PCIe

Apple Silicon s’appuie sur une IOMMU par appareil PCIe

Les Macs Intel utilisent une IOMMU pour plusieurs périphériques PCIe

Les Macs Intel utilisent une IOMMU pour plusieurs périphériques PCIe

En parlant de sécurité, les Apple Silicon Macs sont dotés d’un processus de démarrage entièrement repensé qui offre aux utilisateurs et aux développeurs de nouvelles options et, surtout, plus sûres. Vous en saurez plus à ce sujet et sur d’autres sujets à la page suivante.

Page suivante : L’architecture de démarrage sécurisé se met en place sur le Mac

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Robin Vigneron

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