Outre le châssis modernisé et le nouvel écran 13,6 pouces, les nouveaux MacBook Air annoncés hier par Apple sont aussi les hôtes de la nouvelle puce d’Apple, le M2. Un nouveau tout-en-un (SoC pour System on a Chip) qui profite d’améliorations à tous les étages, de la gravure en passant par la prise en charge de la DDR5, ou encore un redesign des cœurs CPU, GPU et NPU.
Comme les puces A15 Bionic des iPhone 13, le M2 ne fait pas appel au 4 nm utilisé par Qualcomm et MediaTek, mais reste gravé en 5 nm comme le précédent M1. Même finesse maximale théorique, mais un procédé amélioré puisque Apple parle d’une « seconde génération de 5 nm de TSMC ». Ce qui nous incite à penser, selon les nomenclatures publiques de TSMC, qu’il s’agit du TSMC N5P. Une évolution sans augmentation de densité de transistor, mais dont la consommation énergétique est améliorée. Ce qui permet de produire, à TDP équivalent, des puces plus grandes et donc plus riches en unités de calcul. Et des transistors, le M2 en a 25% de plus que le M1, puisqu’on passe de 16 milliards à 20 milliards.
Avalanche et Blizzard
Connus uniquement par des noms de code officieux, les cœurs CPU se nommeraient Avalanche (performances) et Blizzard (efficacité énergétique). Toujours cette architecture big.LITTLE qui réussit tant aux puces ARM et qu’Intel a commencé à emprunter dans ses puces Core de 12e génération.
Si le nombre de cœurs reste constant – x4 cœurs haute puissance et x4 cœurs basse consommation – les performances générales augmentent notablement. Apple communique en effet jusqu’à 18% de puissance supplémentaire pour la même consommation énergétique. Autrement dit, individuellement, chaque coeur est plus performant, ce qui était un des points de reproche ou interrogation concernant les différents M1. En single thread, les core des M1 étaient moins performants que ceux des processeurs Intel équivalents les plus récents. Ce gain serait le fruit d’améliorations combinées : augmentations des fréquences, boost de performance des cœurs basse consommation (qui peuvent abattre des tâches plus complexes sans avoir à réveiller les cœurs hautes performances), ainsi qu’une optimisation de la circulation des tâches.
GPU plus performant, mais la recette reste secrète
Le GPU du M2 n’est pas une simple évolution de celui du M1, mais la « next generation » d’Apple. Vous vouliez en savoir plus ? Nous aussi, mais c’est peine perdue. Si on sait que dans sa configuration maximale, ce bout de puce intègre jusqu’à 10 cœurs graphiques pouvant déployer jusqu’à 3,6 TFLOPS de puissance (contre 8 cœurs/2,6 TFLOPS pour la génération précédente), on ne sait rien de ce qui a été amélioré. Rien des nouveaux cœurs, de la structuration des unités dans la puce (rasterization, RT ?). Rien. Niet. Nada. Si ce n’est des promesses chiffrées.
Les performances seraient en très nette hausse : +25% à consommation énergétique égale (ce qui est très bon) et la possibilité de profiter de jusqu’à +35% de performances en consommant un peu plus d’énergie. Mais nous ignorons les détails de ces améliorations.
Cette discrétion quant à l’organisation interne de son GPU, Apple la partage avec Qualcomm. Lorsque nous avions interrogé les hauts cadres de l’entreprise sur le caractère évasif des informations du nouveau GPU lors du lancement du Snapdragon 8 Gen 1, on nous avait rétorqué qu’il s’agissait là « d’un choix » afin de ne « rien dévoiler à la concurrence ».
Avec des améliorations de performances GPU très importantes dans tous les SoC de ces 12 derniers mois – Xe chez Intel, Radeon 660/680 chez AMD, nouveau Adreno chez Qualcomm, « Next Generation » chez Apple – il paraît évident que la partie graphique des puces soit l’une des briques avec le plus de potentiel de progrès. Et moins les industriels en disent, mieux ils se portent. Ce qui n’est pas très sastisfaisant pour le public qui cherche, au moins un peu, à comprendre.
NPU une discrète (et secrète) explosion des performances
Si les +18% de performances CPU et les +25% de performances GPU à TDP constant ne suffisaient pas, Apple offre aussi un énorme gain de performances à son processeur neuronal (NPU, Neuronal Processing Unit) qui est hérité de la puce A15 (ce qui fait faire des économies de développement). En passant de 11 TOPS à 15,8 TOPS, le M2 offre jusqu’à 44% de performances en plus par rapport au M1, sans consommer plus d’énergie. Le tout en restant sur une organisation à 16 cœurs NPU, preuve que contrairement au CPU, ici Apple a bien effectué une évolution importante de design de sa puce.
Une puce qui est utilisée aussi bien dans les tâches d’imagerie (prise en charge par Affinity et Adobe par exemple), que dans la réduction des bruits de fond pendant la visio conférence. Là encore, et peut-être encore plus que pour le GPU, Apple (et le reste de l’industrie !) est très avare en détails.
Processeur multimédia : 8K, ProRes
Le processeur multimédia du M1 avait contribué à son succès avec son excellente efficacité énergétique dans l’encodage/décodage vidéo. Celui du M2 va plus loin en matière de définition, puisqu’il prend officiellement en charge les définitions 8K, aussi bien en h.264, HEVC (h.265) ou encore ProRes.
Ce dernier codec – que l’on trouve autant dans les caméras professionnelles que dans le mode avancé de l’iPhone 13 Pro – est d’ailleurs pris en charge non seulement en décodage qu’en encodage. Le fait que ces codecs soient intégrés de manière matérielle dans la puce M2 a un énorme avantage : les opérations sont bien plus rapides et efficaces qu’en passant par le couple CPU/GPU.
Seul manque notable sur les communications d’Apple : la prise en charge (ou non) du codec AV1. Développé par les géants de la tech et du Web (à l’opposé des industriels de la vidéo), ce codec ouvert et libre (pas de redevances) est de plus en plus intégré dans des services comme YouTube ou Netflix.
Jusqu’à 24 Go de RAM en LPDDR5
Au supplément de performance des différents cœurs CPU/GPU/NPU, s’ajoute une amélioration importante en matière de mémoire. La LPDDR4 de la puce M1 fait place à de la LPDDR5-6400. Une mémoire plus rapide, et plus importante, puisqu’on passe de 16 Go max à 24 Go Max. Cette augmentation de mémoire de 50% est sans nul doute un socle important pour la meilleure expression de la puissance des nouveaux cœurs.
Car comme pour la génération précédente, la RAM est unifiée entre le CPU et le GPU, des modules soudés sur le même packaging électronique que le SoC. Cette approche de grande densité logique évite de nombreux trajets « trajets » d’information, ce qui permet aux puces Apple d’offrir un meilleur rapport performances/watt que la concurrence.
Nec, mais pas ultra : le M2 en nouvelle brique élémentaire
Le suffixe 2 ne doit pas vous induire en erreur : bien que les cœurs CPU et GPU soient plus modernes que la génération M1, la nouvelle puce M2 n’est pas une concurrente des M1 Pro, M1 Max et le titan qu’est le M1 Ultra. Comprendre que si vous venez d’acquérir un MacBook Pro 16 équipé d’un M1 Ultra, votre SoC est bien plus puissant que ce nouveau M2. Plus de cœurs CPU et GPU, plus de mémoire cache, plus de mémoire unifiée, des TDP poussés bien plus haut, etc. ces puces sont moins efficaces, mais bien plus puissantes.
Mais la puce M2 est conçue comme le M1, c’est-à-dire taillée pour composer de futures puces Pro, Max et Ultra génération M2. Elle est la base d’une nouvelle gamme de SoC à venir, selon un déroulé qu’on connaît désormais pour avoir sous les yeux l’intégralité de la gamme M1. Cette approche a fait le succès de la précédente génération de puces d’Apple : profitant de la montée en puissance quasi linéaire de l’architecture ARM, Apple compose ses puces à partir de briques primordiales. Sa nouvelle brique s’appelle donc M2. Et seul le futur nous dira si c’est cette puce qui sera doublée, quadruplée, voire octuplée pour donner naissance (enfin ?) aux futurs Mac Pro et iMac Pro. En attendant, il reste à tester un nouveau MacBook Air pour tenter d’en extrapoler les performances des futurs MacBook Pro.
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