Un gain de vitesse, c'est ce qui est attendu par tous lors de l'achat d'un nouvel ordinateur ou d'un nouveau téléphone. Mais comment Apple et les autres fabricants accélèrent-ils leurs processeurs année après année, ou du moins tentent-ils de le faire ? Premiers éléments de réponse dans notre série « La course à la puissance CPU » avec l'enjeu des architectures.

D'abord, commençons par définir ce que nous appellerons une « architecture » dans la suite : il s'agit de la structure interne du processeur. Elle comprend, au sens large, les différentes unités, les choix effectués par les concepteurs, les fonctions du CPU, etc. Le mot peut avoir une définition assez étendue, et nous allons prendre l'exemple d'AMD, parce que la société numérote ses architectures, ce qui simplifie l'explication. Dans la suite, nous mettrons les noms des architectures en italique, pour les démarquer des noms de code qui coïncident parfois.

L'architecture de base s'appelle Zen, et elle date de 2017 avec les premiers Ryzen. Zen est d'une conception moderne et AMD est parti de zéro¹ pour succéder à Bulldozer, qui avait été décliné dans quatre versions. AMD a ensuite modifié Zen en Zen+ (qui n'est pas considéré comme une architecture à part entière), Zen 2, Zen 3 et Zen 4, celle vue actuellement dans les Ryzen 7000. Selon le point de vue, vous pouvez estimer que toutes les puces emploient l'architecture Zen, ou, et c'est une vision plus courante, penser que Zen, Zen 2, Zen 3 et Zen 4 sont des architectures différentes, les trois dernières étant dérivées de Zen.

Pourquoi ne pas voir Zen+ comme une architecture à part entière ? Parce qu'il n'y a pas de divergences fondamentales entre Zen et Zen+. Le nombre d'unités est identique, tout comme la structure interne et les performances. AMD a bien optimisé certains points, gravé les puces plus finement (du 14 au 12 nm) et augmenté un peu la fréquence, mais les modifications sont trop faibles pour que Zen+ soit considéré comme une architecture séparée.

A contrario, Zen 2, Zen 3 et Zen 4 amènent de gros changements internes, parfois très conséquents. Pour schématiser, si les unités sont repensées de façon substantielle, nous sommes face à une nouvelle architecture. Si les révisions se résument à des optimisations pour monter en fréquence, ce n'est pas le cas.

Pour bien relier tout ceci à Apple, les différentes analyses disponibles sur les puces A et M montrent que pour le moment Apple a régulièrement choisi de modifier l'architecture lors d'un changement de nom, à l'exception probablement des passages de l'A9 à l'A10 et de l'A14 à l'A15.

Comment améliorer un processeur ?

La première méthode qui permet d'améliorer un CPU, vous vous en doutez au vu des explications, consiste à changer d'architecture. Il peut y avoir d'autres leviers, mais nous allons considérer que c'est le seul bouleversement pour la démonstration. Une nouvelle architecture peut être de deux types : les concepteurs peuvent soit partir d'une page blanche, soit modifier une puce précédente. Cette seconde voie est logiquement la plus courante : il est plus simple de démarrer à partir de quelque chose qui fonctionne et de tenter de l'améliorer que de recommencer de zéro.