Arm annonce sa gamme de CPU 2024, pour les puces de 2025 : Cortex X925 et A725

Pierre Dandumont |

Comme chaque année, Arm a annoncé sa nouvelle gamme de CPU, qui va être mise en place dans les systèmes sur puce de l'année suivante. Cette année, la société n'a renouvelé que son cœur rapide et son cœur « intermédiaire », mais le cœur basse consommation, lui, n'évolue qu'à la marge.

Commençons par le Cortex X925, qui était connu jusqu'à maintenant sous le nom Cortex X5. C'est le successeur du Cortex X4, et il y avait de nombreuses attentes sur cette variante (nom de code Blackhawk) depuis de nombreux mois.

De fortes attentes sur le CPU ARM Blackhawk, alias Cortex X5

De fortes attentes sur le CPU ARM Blackhawk, alias Cortex X5

Arm a énormément travaillé sur le Cortex X925 et annonce de gros gains de performances. Premièrement, la bande passante de la mémoire (historiquement une des limites des puces ARM) évolue. La bande passante du cache de niveau 1 est doublée et le cache de niveau 2 peut atteindre 3 Mo (une valeur plus élevée que sur les précédents cœurs). Ensuite, le nombre d'unités internes a été augmenté, et Arm annonce un IPC — le nombre d'instructions par cycle, en simplifiant l'efficacité du processeur — en hausse de 17 %. Comme la fréquence augmente aussi (avec 3,8 GHz au compteur), le Cortex X925 devrait être 25 % plus rapide que le Cortex X4, un gain très appréciable.

Un CPU plus rapide (image Arm)

Cortex A725, le cœur ennuyeux mais efficace

La gamme Cortex A7xx a longtemps été dans le haut du panier chez Arm, mais en 2024, elle est un peu « ennuyeuse », sans que ce soit péjoratif. Il s'agit d'un cœur qui n'offre ni les meilleures performances (c'est la place du X925), ni la consommation la plus faible (il y a le Cortex A520 pour ce cas de figure). Mais le Cortex A725 offre un bon compromis entre les deux extrêmes et c'est du coup le cœur le plus employé dans un smartphone moderne. Dans une implémentation standard, les fabricants intègrent d'ailleurs souvent quatre cœurs de cette gamme, et c'est ce qu'Arm propose.

Une des nouveautés est la possibilité d'intégrer 1 Mo de cache de niveau 2 au lieu de 512 ko, ce qui améliore les performances. Arm annonce qu'une version 3 nm du Cortex A725 avec 1 Mo de cache prend la même surface physique qu'un Cortex A720 avec 512 ko de cache dans les processus précédents. La société met surtout en avant des gains en consommation plus qu'en performances, contrairement au Cortex X925.

Un cœur basse consommation qui ne bouge pas

Historiquement, les cœurs basse consommation d'Arm sont aussi des cœurs lents (ce qui n'est pas réellement le cas chez Intel ou Apple, par exemple) et ils évoluent moins souvent que les autres. Pour 2025, Arm garde donc le Cortex A520, mais les implémentations montrées n'intègrent que deux cœurs Cortex A520, alors que les puces actuelles en ont parfois quatre. La seule nouveauté annoncée vient d'optimisations pour la gravure en 3 nm, qui devraient permettre de réduire la consommation. C'est typiquement ce que l'on appelle un die shrink : une réduction d'une puce dans le seul but de réduire la consommation et la taille de la puce.

Un cœur basse consommation qui ne bouge pas (image Arm)

Un GPU plus rapide, pas de NPU et de nombreuses optimisations

Dans les autres points, il faut noter que les améliorations sur la mémoire cache ne se limitent pas aux cœurs : le cache de niveau 3, partagé entre les différents cœurs, peut atteindre 16 Mo. C'est encore une fois une des limites habituelles des systèmes sur puce, qui a été corrigée en partie par Apple depuis de nombreuses années. Le GPU, lui, porte le nom d'Immortalis G925. Il offre un gain de 36 % selon Arm, sans trop de détails sur les nouvelles fonctions mais avec deux cœurs de plus (quatorze, donc). Le GPU est moins mis en avant chez Arm pour une bonne raison : de nombreux fabricants de systèmes sur puce n'intègrent pas ses GPU mais leurs propres composants comme les Adreno chez Qualcomm ou les Radeon chez Samsung.

Arm propose comme souvent une implémentation de référence, que tous les constructeurs ne suivent pas (image Arm)

Enfin, Arm n'a pas totalement pris le train de l'IA. Plus exactement, la puissance de calcul du cœur Cortex X925 (dotés d'instructions qui permettent d'accélérer certains traitements) est mise en avant pour l'IA, mais Arm ne propose pas de NPU. Par contre, la société propose la plateforme CCS (Client Compute Subsystem) qui intègre le nécessaire pour que les fabricants puissent intégrer leur propre NPU.

Arm a peur de concurrence

Les nouveautés annuelles sont donc importantes au niveau des performances, et il y a une bonne raison : la concurrence. En plus d'Apple qui a musclé ses puces avec le M4, Qualcomm a maintenant un nouveau cœur performant qui va probablement se retrouver dans les prochains Snapdragon. Il fallait donc bien mettre en avant les performances — le nerf de la guerre — tout en optimisant la consommation sur les autres composants du système sur puce.

Dans les faits, deux questions se posent. Premièrement, qui va intégrer tous les composants d'Arm ? Dans les fabricants majeurs de systèmes sur puce, seul Mediatek risque de prendre toute la gamme (GPU compris). En effet, Samsung tend à intégrer des GPU de chez AMD depuis quelques années et Qualcomm semble recommencer à intégrer ses propres cœurs. La seconde question, plus importante pour certains, va venir des performances réelles : au-delà des annonces, il va être intéressant de voir si le Cortex X925 tient la route face à un Apple M4 et un Qualcomm Oryon. Et si Arm clame évidemment avoir le meilleur CPU actuel, quelques points semblent tout de même montrer qu'Apple et Qualcomm pourraient rester devant, comme la fréquence. Alors qu'Arm annonce 3,8 GHz, les deux autres dépassent allègrement les 4 GHz par exemple. Et si la comparaison entre les puces d'Apple et celles d'Arm pouvait paraître parfois un peu vaine les années précédentes étant donné que le choix se faisait plus entre iOS et Android qu'entre un CPU Apple et un CPU Arm, Qualcomm devrait revenir dans la danse. Vivement 2025, donc, même si les premiers systèmes sur puce seront probablement annoncés à la fin de l'année 2024.

avatar toto_tutute | 

Salut, on sait que Qualcomm et Apple utilisent l'architecture ARM pour leurs SoC respectifs. Mais quelle est la part de personnalisation ? On est sur du 50/50 (50% de design ARM et 50% de design réalisé par Qualcomm et Apple) ? Du 30 (ARM) / 70 ?

Et Qualcomm puise dans quelles technologies ARM ? Celles de l'année n-1 ? Des trucs plus spécifiques ?

Ce serait donc Mediatek qui proposerait les SoC les plus proches des design ARM originaux ? J'imagine que ça doit être pareil des autres concepteurs asiatiques type Allwinner, Amlogic, Rockchip, et d'autres...

avatar Pierre Dandumont | 

Pour Apple, ils font des puces compatibles ARM d'un point de vue pratique. Ce n'est pas une personnalisation, tout vient de chez Apple.

Pour Qualcomm, ça dépend. Pendant un temps, ils ont fait leurs propres coeurs compatibles comme Apple. Puis ils sont revenus sur des coeurs "personnalisés" qui sont à 99 % les coeurs ARM sous licence (sauf le nom...).

Pour la prochaine génération, Qualcomm va utiliser son propre coeur compatible, avec les coeurs ARM intermédiaires/basse consommation d'ARM de ce qu'on sait. Pour Qualcomm et les années, ça dépend : le haut de gamme, c'est habituellement les derniers en date, plus on descend en gamme, plus on peut se retrouver avec des coeurs anciens.

Le reste du marché mobile, c'est essentiellement des coeurs ARM sous licence, plus ou moins vieux.

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