Hier, le concepteur de puces ARM a déclaré que les smartphones et les tablettes équipés de processeurs basés sur l'architecture processeur Armv9 supporteront le ray tracing et le Variable Rate Shading (VRS), comme sur un PC. Ces puces, qui seront commercialisées en 2021, animeront la prochaine décennie de dispositifs ARM. Selon le concepteur, l'architecture v9 améliore les performances de 30 % par rapport aux deux prochaines générations de puces ARM et aux appareils qui les utilisent. L’architecture Armv9 intégrera également le jeu d’instructions SVE2 (Scalable Vector Extension), spécifiques à l'IA, qui servira probablement au traitement d'image par l’IA sur les smartphones, pour le Mode portrait notamment. La puce Armv9 comprendra également ce que le concepteur appelle les Realms (Royaumes), une sorte de conteneur matériel spécialement conçu pour protéger les machines virtuelles et les applications sécurisées.

Parce qu’il vend sa propriété intellectuelle sous licence, le concepteur de puces britannique d'une position unique dans l'industrie informatique. Les téléphones, les tablettes et les serveurs n'intègrent jamais de puces fabriquées directement par ARM. Par contre, les accords de licence que peuvent conclure avec le britannique des entreprises comme Apple, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments et d'autres, leur donne la liberté de fabriquer des puces sur design ARM ou de les modifier pour créer leurs propres designs personnalisés. Kevin Jou, directeur de la technologie de Mediatek - dont les puces équipent généralement des Chromebook et des smartphones bas de gamme - pense que d'ici la fin 2021, Mediatek disposera d'une puce Armv9 à son catalogue.

Un accélérateur appelé Apple 

Même si, depuis plusieurs années, la majorité des smartphones tournent avec des puces ARM, la production par Apple de Mac M1 animés par des puces ARM ont propulsé le concepteur britannique sous les feux de la rampe - et il est probable que la firme de Cupertino incorporera l'architecture v9 à un moment ou à un autre. Propriété du japonais SoftBank, ARM est également engagé dans un processus d'acquisition complexe par Nvidia, dont le calendrier devrait se chevaucher avec la sortie des puces v9. L'architecture v9 d'ARM croisera en 2021 le cœur Matterhorn (Cortex A79), le successeur du Cortex-X1/A78 pour smartphone introduit en 2020, et en 2022 le cœur Makalu (Cortex A80). C'est ce dernier qui apportera l'augmentation de 30 %. « ARM sort également un nouveau GPU Mali chaque année », a déclaré un porte-parole de la société. Simon Segars, le directeur général de l’entreprise britannique, a précisé que l'estimation à 30 % de l'amélioration des performances était liée aux améliorations des instructions par cycle d’horloge (IPC). Si bien que, si un constructeur comme Samsung ou Apple modifie la vitesse d'horloge ou la conception, les performances pourraient encore augmenter.

 

Les processeurs Neoverse d'Arm sont destinés aux serveurs cloud et aux datacenters, alors que les puces de la série Cortex-A sont destinées aux smartphones et aux PC. (Crédit : ARM)

« Ce qui est formidable avec ce gain de performance du CPU et du système, c'est qu’il profite aussi bien aux performances des ordinateurs portables qu'à celles des mobiles », a ajouté Peter Greenhalgh, vice-président de la technologie chez ARM, lors d'une présentation aux journalistes et aux analystes. Ce n'est pas une affirmation banale. Les puces ARM équipent aussi bien le supercalculateur le plus puissant du monde - le Fugaku du Japon tourne avec 7 630 848 cœurs ARM A64FX - que des accessoires – animés par des Cortex-M - chez Sony, Huawei et d'autres, et tout ce qui se trouve entre les deux. Et la puce Armv9 couvre tout cela.

L’informatique « confidentielle »

Avec la puce v9, ARM essaye aussi d’introduire ce que le concepteur appelle Confidential Compute Architecture (CCA), une architecture informatique « confidentielle », associé au concept de Realms (Royaumes). Les Realms assureront une meilleure protection des machines virtuelles, depuis les Windows Sandbox sur PC Windows jusqu’aux applications bancaires sécurisées sur smartphones. Même si aujourd’hui les hyperviseurs protègent les machines virtuelles, celles-ci partagent toujours le même espace mémoire. Selon ARM, un Realm prendrait en charge chaque machine virtuelle avec du matériel de confiance dédié, mais le concepteur n’explique pas vraiment comment pour l’instant.

Simon Segars a fait remarquer que les gouvernements ou les entreprises privées pourraient proposer, ou exiger, une preuve numérique de la vaccination Covid que l’on pourrait conserver sur nos smartphones. « Il serait logique que chacun dispose en permanence de ses informations médicales sous forme numérique, plus d’autres données sur les allergies ou les médicaments qu’il prend, par exemple… Mais, pour que chacun soit à l'aise avec ce genre de chose, il faudrait pouvoir offrir un chiffrement avancé sur l’appareil, au-delà de ce qui est possible aujourd'hui ». Richard Grisenthwaite, architecte en chef chez ARM, a déclaré que « Realms protégera les données même si le système d'exploitation du téléphone est compromis, et que les employeurs n'auront pas besoin de fournir leurs propres smartphones pour ça ». Ajoutant que « ARM travaille également avec Google pour sécuriser la mémoire du téléphone avec des extensions spéciales de marquage de la mémoire ».

Des améliorations globales

Les affirmations d'ARM concernant une amélioration globale des performances de l'ordre de 30 % au cours des deux prochaines générations sont peut-être celles qui rendent le mieux compte de l’apport des cœurs v9, du moins pour l'instant. Le concepteur a déclaré avoir travaillé avec Fujitsu et les concepteurs de son superordinateur Fugaku pour développer un jeu d'instructions. Appelé Scalable Vector Extension 2 ou SVE2, qui servira de base aux applications d'apprentissage machine et de traitement des signaux numériques. L'apprentissage machine peut être utilisé pour rationaliser le traitement des commandes sur les appareils, et sur les applications de réalité virtuelle.

 

Un aperçu plus technique des performances promises par Arm pour l'architecture Armv9. (Crédit : ARM)

Le concepteur a déclaré qu’au cours des prochaines années, il ajouterait des capacités d'IA supplémentaires à ses GPU Mali et à ses NPU Ethos. L'IA a déjà montré ce qu’elle pouvait apporter dans le « Mode portrait » et d'autres fonctionnalités offertes par les caméras de smartphone, sur la gamme Google Pixel, par exemple. Nvidia, aussi, compte apporter ses propres capacités. « Nvidia voit d'énormes opportunités dans les pouvoirs de l'IA et envisage d’introduire des capacités d’IA plus profondément dans les jeux, les véhicules autonomes, les datacenters d'entreprise et les appareils embarqués », a déclaré dans un communiqué Brian Kelleher, vice-président senior de l'ingénierie matérielle chez Nvidia. « Grâce à notre collaboration continue avec ARM, nous sommes impatients d'utiliser l’architecture Armv9 pour livrer des capacités de traitement, autrefois inimaginables ». ARM est resté très discret sur la date d'arrivée de ces fonctionnalités. Mais, le simple fait de savoir que ces technologies sont en préparation laisse imaginer les fonctionnalités passionnantes que pourront offrir les smartphones et des PC alimentés par ces puces.