Puce M1 : un ancien ingénieur indique que la magie a commencé il y a 10 ans

Les premiers Mac M1 ont été un énorme succès à plusieurs niveaux et l'industrie des ordinateurs est impatiente de voir les performances qu'Apple Silicon proposera au fur et à mesure que toute la gamme Mac intègrera les puces personnalisées. Maintenant, un ancien ingénieur Apple a partagé des détails intéressants sur les principales avancées ARM réalisées par Apple il y a environ 10 ans qui ont conduit à la magie des performances des puces M1 que nous avons aujourd'hui. Et notamment, le travail d’Apple a vraiment poussé le reste de l’industrie en forgeant l’avant-garde avec ARM.
 

 

La puce M1 est née il y a 10 ans

Shac Ron, un ancien ingénieur du noyau Apple, a partagé des détails fascinants sur le travail de la firme sur ses puces ARM au fil des années et a donné une idée des raisons pour lesquelles la puce M1 est si puissante. Les nouveaux MacBook Air M1 sont d'ailleurs les ordinateurs au meilleur rapport qualité / prix du marché actuel.

Le fil de discussion a été lancé avec une réponse à un tweet selon lequel les Mac M1 sont impressionnants à cause du cache, et non de l'ARM. Shac Ron n'est pas d'accord et a expliqué pourquoi.

Illustrant à quel point Apple était en avance sur la courbe, Ron note que la première puce ARM 64 bits d'Apple, l'A7, a été lancée en 2013 avec son architecture de jeu d'instructions personnalisé (ISA). Cela signifiait qu'ARM64 a été créé par Apple avant qu'ARM n'ait sa propre «conception de base» prête à être vendue à des tiers.
 

Arm64 didn’t appear out of nowhere, Apple contracted ARM to design a new ISA for its purposes. When Apple began selling iPhones containing arm64 chips, ARM hadn’t even finished their own core design to license to others.

— Shac Ron ₪ (@stuntpants) January 5, 2021

La prémisse ici est fausse. arm64 est l'ISA d'Apple, il a été conçu pour activer les plans de microarchitecture d'Apple. Il y a une raison pour laquelle le premier noyau 64 bits d'Apple (Cyclone) avait des années d'avance sur tout le monde, et ce n'est pas que des caches.

Arm64 n'est pas sorti de nulle part, Apple a engagé ARM pour concevoir un nouvel ISA à ses fins. Lorsque Apple a commencé à vendre des iPhones contenant des puces arm64, ARM n'avait même pas terminé sa propre conception de base pour octroyer des licences à d'autres.

 

Ron souligne qu'Apple a commencé son travail sur ARM64 en 2010 et qu'au moment de son lancement en 2013, il a vraiment pris Qualcomm et Samsung au dépourvu. Et que dire d'Intel l'année dernière.

Pour aller plus loin dans les détails techniques, Ron explique que le pari d’Apple sur l’évolution de l’ARM consistait à «aller très loin avec des fréquences basses» et «hautement OoO». Cela signifie qu'Apple utilise de plus en plus de cœurs et commence par des vitesses d'horloge plus faibles qui augmentent avec le temps.

L'A7 avait 2 cœurs à environ 1,3 GHz, maintenant la puce A14 a un processeur à 6 cœurs jusqu'à 2,99 GHz, un GPU à 4 cœurs et un moteur Neural à 16 cœurs. Pendant ce temps, les Mac M1 ont des processeurs à 8 cœurs avec une vitesse d'horloge de 3,2 GHz (4 haute efficacité et 4 performances), un processeur graphique 8 cœurs et un moteur Neural à 16 cœurs.

En optant pour une architecture superscalaire hautement OoO (Out-of-Order), Apple a pu exploiter des puces avec des transistors de plus en plus nombreux (16 milliards sur M1 !). L'utilisation de OoO sépare le jeu d'instructions front-end de l'exécution back-end. Et tout cela était uniquement possible avec un ARM ISA personnalisé conçu par Apple.

Pour conclure, Ron pense que les performances incroyables du Mac M1 ne sont pas dues à ARM, mais plutôt au ISA d'ARM grâce au travail innovant qu'Apple a commencé en 2010.