La vraie vitesse des coeurs basse consommation de la puce M1

Si vous nous suivez, vous savez que la dernière puce M1 des Mac est très performante, et surtout qu'elle tire parti de l'architecture déjà connue sur les processeurs des iPhone et iPad. Basée sur ARM, la technologie Apple Silicon reprend notamment le concept de coeurs économes et de coeurs performants. Les premiers sont là pour les tâches simples du quotidien tout en maîtrisant la consommation énergétique, quand les seconds s'attellent aux calculs plus gourmands comme la retouche d'image, le jeu, la production musicale, etc. Mais dans les faits, quelles sont les différences de performances entre ces deux types ?

 

Un test technique pour mesurer les performances des coeurs de la puce M1

Utilisée depuis plus de cinq ans, la conception asymétrique dans les puces Apple permet de prolonger l'autonomie tout en proposant, quand nécessaire, une célérité incroyable. Depuis fin 2020, macOS en profite avec la puce M1. Et après la théorie délivrée par Apple, puis les tests classiques, voilà que le développeur Howard Oakley a publié un test technique sur son blog.

Concrètement, Oakley a exploité la méthode QoS (Quality of Service) pour forcer le système d'exploitation à exécuter un code spécifique sur les coeurs économes, les Icestorm, puis ce même algorithme sur les coeurs à haute performance, les Firestorm. Cela permet de comparer à armes égales les capacités de calculs des deux types de processeurs. Le QoS que l'on trouve également sur le système iOS permet de dire au système que l'on veut prioriser (ou non) le code suivant.

Pour mesurer la différence entre les 4 coeurs rapides et les 4 coeurs lents, le développeur a demandé à chacun de réaliser un calcul de nombres flottants. Mais ce n'est pas tout. Oakley a écrit quatre variantes de ce code pour qu'il s'exécute du niveau assembleur jusqu'en haut, en Swift. Bien évidemment, la base était la même pour tous les tests, à savoir une installation de macOS clean et sans ajout.

Au final, les résultats confirment que les coeurs économiques sont plus lents, mais ne font pas pâle figure. Avec du code optimisé bas niveau (cf la méthode simd), ils ne se montrent que 2x plus lents que les coeurs à haute performance. Seule, cette donnée a peu de valeur. Il faut mettre en face le fait que le coeur économe nécessite 4x moins d'énergie électrique pour réaliser le calcul.

En toute logique, l'écart est plus important avec du code de programmation haut niveau comme le Swift. Mais ce n'est pas pour autant si pénalisant car les coeurs haute efficacité ne mettent que 3x plus de temps que les autres, sauf quand le code est mal optimisé où l'écart peut monter à 5x. Dans tous les cas, le travail d'Apple est à saluer et on comprend mieux comment l'autonomie des MacBook Air et MacBook Pro a doublé avec la puce M1 sous Apple Silicon, passant de 10 à pratiquement 20 heures en usage normal.

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