ARM s'attaque à Intel avec une puce Cortex-X2 surpuissante

Cette semaine, ARM a donné plus de détails sur les premiers processeurs Cortex-X2 et sur les circuits graphiques Mali-G710 destinés à alimenter les futurs smartphones et PC basés sur ARM qui seront commercialisés en 2022. Pour ce qui est des PC basés sur ARM, le concepteur ne s’est pas privé de déjà faire des déclarations péremptoire à l’encontre d’Intel. Plus précisément, ARM affirme que son cœur de « performance » phare Cortex-X2 devrait être 40 % plus rapide en mono-thread que le processeur Core i5-1135G7 de 11e Gen d'Intel à 15 W. En fait, il serait aussi rapide que le Tiger Lake de 2020. ARM a également dévoilé un « gros » cœur Cortex-A710 et un« petit » cœur Cortex-A510 basse consommation. Par ailleurs, le CPU Cortex pourra intégrer l’un des trois nouveaux GPU Mali - le Mali-G710, le Mali-G510 et le Mali-G310.

ARM qualifie ces puces qui combineront ces trois cœurs Cortex et un GPU Mali de « total compute ». Ce sont les toutes premières puces de la génération ARM v9, annoncée en mars. (Le CPU Cortex-A710 correspond à la puce « Matterhorn » annoncée par le concepteur britannique). Selon les dirigeants d'ARM, les détenteurs de licence pourraient mettre ces puces en production d'ici à la fin de l'année, mais on ne les retrouvera pas dans les PC et les téléphones portables avant 2022. « Les puces ARM permettent de faire ce que l’on veut, quand on veut, sans compromis en termes de performances, d'autonomie et de sécurité », a déclaré Paul Williamson, directeur général Client Line of Business d'ARM, lors d'un point presse. « Les concepteurs de périphériques auront beaucoup de liberté pour innover en matière de facteurs de forme et pour se lancer sur de nouveaux marchés », a-t-il affirmé.

Voilà, selon ARM, les améliorations de performance que devraient apporter les puces Cortex et les GPU Mali sur les futures machines de gaming. (Crédit : ARM)

Le Cortex-X2 mène la charge

Il ne faut pas oublier que le système sur puce d' ARM pour smartphones ou PC fait travailler ensemble plusieurs cœurs de CPU. Il y a le cœur de « performance » Cortex-X2, trois ou quatre « gros » cœurs équilibrés pour la performance et l'efficacité, comme le Cortex-A710, et quatre ou cinq « petits » cœurs basse consommation comme le Cortex-A510. Les GPU Mali interviennent ensuite pour le traitement graphique. L'un des avantages de l'architecture ARM, c’est que les tâches les moins intensives sont traitées par les « petits » cœurs, plus efficaces et moins gourmands en énergie. De ce fait, l’évaluation des performances globales peut être compliquée. Cependant, pour un appareil de gaming, le britannique a estimé que ses CPU ARM v9 et GPU Mali amélioreraient les performances globales du CPU de 33 %, ses performances graphiques de 20 % et l'efficacité énergétique de 15 % par rapport à la génération précédente.

Les trois CPU Cortex d'ARM, avec en tête le cœur de performance Cortex-X2. (Crédit : ARM)

ARM a également donné des indications spécifiques relatives à chacun de ses cœurs. Les PC seront majoritairement animés par le cœur Cortex-X2, qui, selon la firme, offrira 16 % de performances en plus par rapport au Cortex-X1 précédent. Le Cortex-A710 offrira environ 10 % de performances en plus par rapport à l'ancien Cortex-A78, et son efficacité énergétique sera 30 % supérieure. Le CPU Cortex-A510, premier « petit » cœur d'Arm depuis quatre ans, offrira un gain de performance substantiel de 35 % par rapport à l'ancien Cortex-A55. « En d'autres termes, le « petit » Cortex-A510 est presque aussi performant que le « gros » cœur Cortex-X1 précédent », a fait remarquer M. Williamson. ARM a également essayé d’améliorer les capacités de traitement des tâches d'apprentissage machine (ML) de ces puces, car certaines fonctions sur mobiles en sont de plus en plus dépendantes, comme les modes Portrait alimentés par l'IA, la reconnaissance vocale, etc. Les trois petits nouveaux de cette famille de processeurs Cortex v9 offrent au moins deux fois plus de capacité d'apprentissage machine que les CPU précédents et prennent en charge les instructions ARM v9 SVE2 qui permettront aux développeurs d'applications d'exploiter ces capacités.

Mais on ne sait rien encore sur certaines caractéristiques du jeu d'instructions v9. En particulier, on ne sait pas si les CPU et GPU v9 incluront ou non les conteneurs Realms virtualisés ou les fonctions de ray-tracing matériel annoncés par ARM à la fin du mois de mars. Sur le plan de la sécurité, les cœurs Cortex prendront en charge le marquage de la mémoire, une technique co-développée par ARM et Google pour sécuriser la mémoire sur mobile.

Les GPU Mali apportent des améliorations graphiques

ARM a déclaré que les GPU Mali apporteront leurs propres améliorations de performances. (De façon générale, dans les tests effectués par PCWorld sur des machines portables comme le Samsung Galaxy Book S, les noyaux Mali intégrés aux puces Qualcomm Snapdragon tiennent leur rang).

Les GPU Mali, avec les améliorations de performances apportées par chacun d’entre eux. (Crédit : ARM)

Selon ARM, le GPU Mali-G710 offrira une amélioration globale des performances de 20 %, consommera 20 % d'énergie en moins et ses capacités d’apprentissage machine seront améliorée de 35 %. En clair, les performances du GPU Mali-G510 sont deux fois plus élevées que celle du GPU Mali-G57 précédent, « sur la base de contenus très divers, benchmarks inclus », a précisé Paul Williamson.

Les dirigeants ont également déclaré que les CPU Cortex et les GPU Mali étaient suffisamment découplés pour qu'un fabricant d'ordinateurs portables puisse construire une machine avec un CPU Cortex et un GPU tiers, comme la puce Nvidia GeForce. (La procédure de rachat de ARM par Nvidia est en cours, mais la vente définitive ne devrait pas être conclue avant la fin de l'année 2021, au mieux, et si elle est approuvée). L’ensemble sera relié par les jeux de composants CoreLink CI-700 et CoreLink NI-700. Le CoreLink CI-700 est une interconnexion cohérente qui relie tous les composants à large bande passante de la puce, comme le CPU et le GPU. Quant au CoreLink NI-700, il connecte tout le reste, y compris les périphériques.

ARM a imaginé toutes sortes de combinaisons de CPU Cortex et de GPU Mali dans différents appareils. (Crédit : ARM)

Les dirigeants d'ARM ont précisé que ces cœurs Cortex et Mali ne sont qu’un avant-goût des améliorations futures dont profiteront les PC et les mobiles. Les performances dépendront du client, de la manière dont il implémente le design et de la technologie qu'il utilise pour les fabriquer. Enfin, on peut supposer que les performances annoncées par ARM correspondront au minimum de performances par défaut des futurs appareils, ce qui ouvre la voie à de belles et puissantes nouveautés.

En mars, lors du lancement du jeu d'instructions v9, ARM a annoncé que les performances par cœur augmenteraient de 30 % sur les deux premières générations de CPU ARM v9, et il semble que ce soit le cas de ces nouvelles puces. (Crédit : ARM)