Snapdragon X Series : le SoC de Qualcomm décortiqué, saut de puce ou bond de géant ?

Snapdragon X Series : nouveau nom, grosses ambitions

En octobre 2023, Qualcomm présentait en grande pompe sa plateforme Snapdragon X Elite. Avec cette gamme de processeurs Arm destinés à équiper des ordinateurs Windows, l’entreprise a affiché, dès l’officialisation, ses ambitions : rivaliser avec les géants du secteur que sont Intel et AMD, mais également Apple. Cette aspiration pouvait alors s’apparenter à une forfanterie : les précédentes générations des processeurs, les Snapdragon 8cx Gen 3, 2 et 1, accumulaient plusieurs longueurs de retard face aux puces concurrentes : les Apple Silicon bien sûr, mais aussi les processeurs x86, autrement dit les Intel Core et AMD Ryzen.

Seulement pour sa nouvelle cuvée de Snapdragon, dont la rupture avec les précédentes générations est d’ailleurs symbolisée par une nouvelle dénomination commerciale, Qualcomm avait deux raisons d’être optimiste. La première était l’apport de l’expertise de Nuvia. L’entreprise américaine a fait l’acquisition de cette start-up spécialisée dans la conception de CPU Arm, fondée par des anciens ingénieurs d’Apple, en 2021 ; au grand dam d’Arm. La seconde avait pour origine l’étroite collaboration avec Microsoft autour du développement de Windows-on-Arm.

Plein de confiance, Don McGuire, vice-président sénior et directeur du marketing de Qualcomm, alléguait, dès ce premier rendez-vous avec les Snapdragon X (alors juste qualifiés d’Elite à l’époque), que 2024 (l’année de commercialisation de ces processeurs) marquerait carrément un point d’inflexion pour l’industrie du PC. Bref, pour le dire simplement, Qualcomm et Microsoft faisaient miroiter un coup d’éclat semblable à celui d’Apple lorsque la firme de Cupertino a décidé d’abandonner Intel pour proposer ses propres processeurs, les Apple Silicon, lesquels ont indéniablement marqué ces dernières années.

Au fil des mois qui ont suivi cette annonce, Qualcomm a régulièrement organisé des évènements au cours desquels la société ne tarissait pas d’éloges sur sa création. Dans les benchmarks de l’entreprise, la puce Snapdragon X Elite mettait systématiquement la concurrence au tapis, y compris la M3. En début d’année 2024, les premiers aperçus indépendants du Snapdragon X Elite, dont le nôtre, sont toutefois venus tempérer l’optimisme affichée par la marque.

Quels sont les PC dotés de Snapdragon X Elite ?

Finalement, fin mai, Qualcomm et Microsoft ont toutes deux officialisé les premiers ordinateurs portables armés de processeurs Snapdragon X, estampillés Copilot+PC – le nouveau nom des AI PC. En voici la liste exhaustive :

Acer Swift 14 AI : Snapdragon X Elite ou Snapdragon X Plus
Asus Vivobook S 15 : Snapdragon X Elite
Dell XPS 13 (2024) :Snapdragon X Elite
Dell Inspiron 14 : Snapdragon X Elite
Dell Inspiron 14 Plus : Snapdragon X Elite / Plus
Dell Latitude 7455 : Snapdragon X Elite / Plus
Dell Latitude 5455 : Snapdragon X Plus
HP OmniBook X : Snapdragon X Elite
HP EliteBook Ultra : Snapdragon X Elite
Lenovo Yoga Slim 7x : Snapdragon X Elite
Lenovo ThinkPad T14s Gen 6 : Snapdragon X Elite
Microsoft Surface Pro 11 : Snapdragon X Elite
Microsoft Surface Laptop 7 : Snapdragon X Elite
Samsung Galaxy Book 4 Edge : Snapdragon X Elite

Nous avons déjà réalisé quelques tests de ces références : c’est le cas de l’Asus Vivobook S15, ordinateur qui nous a conquis et que nous avons qualifié de Mac sous Windows. Bien entendu, nous vous en proposerons d’autres au cours des prochaines semaines. Ces examens restent le meilleur moyen de jauger de chaque laptop ; nous ne vous apprendrions rien, les performances d’un même processeur peuvent être très différentes d’un ordinateur portable à l’autre. De plus, de nombreux autres critères entrent en jeu. Dans ce papier, nous allons ainsi nous borner à une caractérisation générale des Snapdragon X Elite et Plus, afin de vous permettre de bien appréhender les spécificités de ces processeurs qui font « renaître les PC », aux dires de Qualcomm.

Snapragon X Elite ou Plus, mais toujours sous le signe d’Oryon

Autrefois appelés Snapdragon 8cx, les processeurs pour ordinateurs portables de Qualcomm s’appellent donc désormais Snapdragon X Series. La gamme s’organise autour de deux références : le Snapdragon X Elite et le Snapdragon X Plus. Cependant, ces deux noms cachent en réalité différents processeurs. Ils sont trois sous la bannière Snapdragon X Elite, tandis que le contingent Snapdragon X Plus se limite à une unique référence.

La principale disparité entre les modèles Elite et la variante Plus concerne le nombre de cœurs CPU : douze pour les premiers, dix pour le second (puis huit pour les variantes Plus ajoutées début septembre). Concernant plus précisément les Snapdragon X Elite, les X1E-84-100 et X1E-84-100 se démarquent des X1E-80-100 et X1E-78-100 au niveau des fréquences CPU mais également des performances du GPU Adreno, lesquelles sont quantifiées en TFLOPS. À vrai dire, le X1E-78-100 est aussi unique de par son absence de boost Dual Core. Pas de traitement de défaveur concernant le NPU Hexagon – la Neural Processing Unit, autrement dit l’unité de traitement dont le rôle et accélérer les charges de travail IA : Qualcomm renseigne 45 TOPS (trillion operations per second) pour toutes les puces Snapdraon X Series, y compris pour la seconde salve de Snapdragon X Plus. Un statu quo logique, puisque qu’une telle puissance est nécessaire pour qu’un ordinateur soit qualifié de PC Copilot+, Microsoft exige que ces machines embarquent un processeur renfermant un NPU d’au moins 40 TOPS.

Tel que rapporté au paragraphe précédent, début septembre, Qualcomm a renforcé sa série en ajoutant trois Snapdragon X Plus : l’un est plus puissant que le modèle initial, tandis que les deux autres sont bien amoindris. Ils perdent deux cœurs CPU ; et pour ne rien arranger, bien que les configurations exactes des GPU restent secrètes, les performances exprimées en TFLOPS (FP32) trahissent une sérieuse coupe par rapport aux autres Snapdragon X Series.

Le tableau ci-dessous devrait vous permettre d’y voir plus clair. Les astérisques distinguent les trois Snapdragon X Plus ajoutés en septembre.

Maintenant que vous avez en tête ces spécifications, une comparaison avec les précédentes générations de processeurs pour ordinateurs de Qualcomm permet de prendre conscience du changement de braquet opéré par la marque américaine.

Précédemment, pour concevoir ses Snapdragon 8cx, Qualcomm piochait dans le catalogue de cœurs Arm Pour la Gen 3 par exemple, nous retrouvons quatre cœurs Cortex-X1 en guise de P-cores et quatre Cortex-A78 en guise d’E-cores.

Sans se lancer dans un inventaire de toutes les spécificités des cœurs Oryion, soulignons que cette composante CPU est l’un des axes majeurs d’amélioration des Snapdragon X Series par rapport aux précédents Snapdragon 8cx. Comme nous l’avons rappelé en début d’article, cette conception est le fruit du travail de la start-up Nuvia. Initialement, cette société œuvrait sur des cœurs CPU Phoenix, pensés pour les serveurs, et censés rivaliser avec les Xeon, EPYC et autres Arm Neoverse V. Flairant le talent de l’équipe de développement, Qualcomm a saisi cette opportunité en décidant d’acquérir Nuvia ; le deal a été finalisé en 2021. La société a alors réorienté les travaux vers le segment grand public.

Les Snapdragon X Series rompent avec certaines traditions .Vous l’aurez remarqué, l’entreprise a délaissé sa conception hybride au profit de cœurs Prime exclusivement. Pas de cœurs distincts Performance et Efficacité comme autrefois donc ; une hybridation que paradoxalement, Intel et AMD suivent désormais pour leurs processeurs mobiles grand public.

Avec Oryon, tous les clusters CPU sont égaux. La seule discrimination concerne une paire de deux cœurs sélectionnée pour bénéficier d’une fréquence turbo boost légèrement supérieure à la fréquence all-core (et encore, ce n’est pas le cas de toutes les puces). En outre, chaque cluster possède sa propre boucle à verrouillage de phase, ce qui autorise une mise sous tension ciblée. En pratique, deux clusters peuvent être mis en veille pendant les charges de travail légères, puis activés lorsque des performances accrues sont nécessaires.

La conception des cœurs Oryon implique jusqu’à quatre cœurs par cluster. Sachant que la quantité maximale de cœurs CPU est de 12, il y a trois clusters au maxium. Notez qu’en théorie, Oryon a les capacités de gérer 8 cœurs par cluster, mais que Qualcomm s’est volontairement limitée à quatre pour diverses raisons (de conception mais aussi de production). Rappelons simplement que chez AMD et Intel, les conceptions actuelles autorisent entre 6 à 8 cœurs au sein d’un même cluster (appelé CCX pour les Ryzen d’AMD).

Par ailleurs, la hiérarchie des caches est assez atypique. À l’instar des clusters d’E-cores d’Intel, le Snapdragon X partage son cache L2 entre les quatre cœurs des clusters. Or, avec 12 Mo, celui-ci est très conséquent. Le cache d’instructions L1 d’un seul cœur est également massif : l’I-Cache L1 est de 192 Ko, soit trois fois la taille de l’I-Cache L1 des cœurs Redwood Cove Meteor Lake.

Enfin, au dernier niveau, nous avons un cache L3 partagé par l’ensemble de la puce. Avec seulement 6 Mo, il dénote, surtout en comparaison des 36 Mo de cache L2.

En ce qui concerne la prise en charge de la mémoire, comme indiqué dans les communications précédentes, le Snapdragon X dispose d’un bus mémoire de 128 bits avec prise en charge de la LPDDR5X-8448, ce qui lui confère une bande passante mémoire maximale de 135 Go/s. Avec les capacités actuelles de la LPDDR5X, le Snapdragon X peut piloter jusqu’à 64 Go de RAM.

Bien sûr, les CPU Oryon restent sous archi Arm (ils exploitent l’ISA V8.7-A). En conséquence, les machines équipées des Snapdragon nécessitent une émulation pour des applis non gérées nativement ; Windows 11 s’en charge via Prism. Contrairement à Apple, qui a la main-mise sur l’aspect hardware et software de ses ordinateurs, Qualcomm doit pour sa part composer avec Microsoft pour l’émulation x86 sur les appareils Snapdragon X. Officiellement, les deux sociétés s’évertuent à rendre cette émulation la plus transparente et efficiente possible. Mais naturellement, cette nécessité de traduire le code x86 pénalise forcément la puce face à un processeur x86 dans certains scénarios.

Un GPU dans la continuité, et pas vraiment au sommet

Au sujet du GPU du Snapdragon X, l’Adreno X1, la discontinuité avec les précédentes générations est bien moins marquée. Factuellement, cet Adreno X1 est le septième génération de GPU Adreno, laquelle a déjà été bien éprouvée sur la plateforme Windows à travers les trois précédentes séries de Snapdragon 8cx.

Pour l’histoire, au même titre que les CPU Oryon, Adreno est aussi né du rachat d’une autre entreprise : d’ATI Radeon, il y a plus qu’une quinzaine d’années. Certains d’entre vous auront d’ailleurs remarqué que Adreno est une anagramme de Radeon.

Les GPU Adreno jouissent d’une belle notoriété sur la plateforme Android. Sous Windows, la donne est toutefois différente. L’Adreno X1 ne se démarque pas vraiment : le GPU permet bien de jouer à des jeux comme Baldur’s Gate 3, et comme nous l’avons écrit dans un autre papier, le jeu vidéo sur ARM étant une gageure, le fait que cela fonctionne est déjà un bon point.

Néanmoins, bon nombre de tests pointent des problèmes de compatibilité avec certains jeux. En outre, s’il ne faut bien entendu pas attendre de miracles de la part d’un GPU intégré, celui du Snapdragon a quand-même du mal à se hisser au niveaux des iGPU Intel et AMD ; les derniers Radeon 800M des Ryzen AI 300 restent, au moins jusqu’à la sortie des Lunar Lake, les références dans ce domaine.

Comme mis en avant dans la diapositive ci-dessous, le GPU Adreno X1 délivre jusqu’à 4,6 TFLOPS FP32. C’est une valeur légèrement supérieure à celle du Radeon 760M (4,3 TFLOPS) et très proches de celles des iGPU Meteor Lake . C’est un peu mélanger les torchons et les serviettes, mais pour mettre en perspective ces puissances de feu avec des solutions gaming connues de tous, à savoir les consoles de salon, la Xbox Series S a puissance de calcul de 4,01 TFLOPS FP32, tandis que les valeurs pour les Xbox Series X et PlayStation 5 sont de respectivement 12,15 TFLOPS et 10,28 TFLOPS. Naturellement, une carte graphique dédiée actuelle est encore plus performance : la GeForce RTX 4060 desktop délivre 15,11 TFLOPS, tandis que la variante mobile plafonne à 11,61 TFLOPS. Bref, en l’état, ces iGPU permettent bien de jouer à des titres esport notamment (en restant raisonnable sur les paramètres et la définition), mais ne représentent toujours pas une option viable pour le joueur exigeant.

De fait, le X1 ne prend pas officiellement en charge DirectX 12 Ultimate, mais seulement DirectX 12_1 (voir diapositive ci-dessous). Les exigences de l’Ultimate implique quatre fonctionnalités supplémentaires par rapport à DirectX 12_1 : le support du ray tracing DXR 1.1, du VRS (Variable Rate Shading) Tier 2, des mesh shaders et du Sampler Feedback. Si vous souhaitez approfondir ce sujet, AMD décrit ces quatre fonctionnalités en français sur son site web.

Le GPU Adreno X1 gère le ray tracing et le VRS. En revanche, il ne supporte pas les mesh shaders et le Sampler Feedback. Ce sont ces manques qui justifient son incapacité à être officiellement reconnu comme compatible DirectX 12 Ultimate.

Bon, soyons clairs, pour l’instant, les jeux exploitant les mesh shaders se comptent sur les doigts d’une main. C’était notamment un prérequis d’Alan Wake 2, bien que ses développeurs aient, par la suite (en mars dernier), rendu leur production compatible avec les GPU trop anciens pour gérer cette techno. Dans tous les cas, étant donné l’avidité du titre en ressources graphiques, y jouer via un iGPU n’est pas l’idéal. Ceci dit, l’architecture du GPU Adreno X1 se signale aux applications DirectX comme un GPU de niveau 12_1. Avec pour effet pratique de le limiter aux fonctionnalités prévues pour ce niveau.

Cette précision faite, le GPU Adreno X1 prend en charge DirectX, Vulkan 1.3 et OpenCL 3.0. Pour les titres DirectX 9, le support est assuré via D3D9on12, une solution Microsoft qui permet de traduire les commandes DX9 en DX12.

Quelques mots sur la composante hardware pure pour finir. Le GPU Adreno X1 est divisé en 6 blocs de processeurs de shaders (SP), chacun offrant 256 ALU FP32 (ALU est l’acronyme d’Arithmetic Logic Unit). Avec une fréquence d’horloge de 1,5 GHz, le GPU délivre donc 4,6 TFLOPS (les performances sont moindres pour certaines versions de Snapdragon X Series ; se référer au premier tableau).

Un NPU déjà battu

Dernier aspect à aborder, celui du NPU. Implanté sur les SoC des smartphones depuis de nombreuses années, ces unités de traitement spécifiquement consacrées aux calculs IA sont désormais vouées à envahir nos PC – portables du moins. Et soyons honnêtes : pour le moment, il est bien difficile de jauger objectivement des capacités de ces NPU (a priori, le TOPS quantifie le traitement natif en 8 bits).

Ce qui est certain, c’est que grâce à leurs NPU de plus de 40 TOPS, les ordinateurs armés de Snapdragon X Series ont été les premières machines Copilot+ commercialisées. Seulement à ce stade, les fonctionnalités Windows offertes par ses « IA PC » ont bien du mal à convaincre – surtout que l’une des principales, Recall, a été ajournée.

Surtout, Intel et AMD (et même Apple avec Apple Intelligence) ne sont pas restées les bras ballants. Les deux entreprises se sont lancées pleinement dans la course au TOPS, et leurs dernières créations, respectivement les Ryzen AI 300 et Lunar Lake, sont annoncées comme plus performantes que les Snapdragon X Series – du moins, comme ayant de plus gros TOPS, bien que comme rapporté ci-dessus, à ce stade, tout ceci s’apparente beaucoup à une bataille marketing, à une foire à celui qui revendiquera le plus gros TOPS : lutte qui n’a, jusqu’ici, pas débouché sur beaucoup de concret en bout de souris et de clavier. Alors certes, les ordinateurs armés de Ryzen AI 300 Series et Lunar Lake deviendront des PC Copilot+ sur le tard, bien après les machines alimentées par des puces Qualcomm. Mais partir le premier ne signifie pas gagner la course ; et si l’on se réfère uniquement au TOPS des NPU, le premier est déjà dernier.

Les tests isolés de chaque ordinateur plus indispensables que jamais

Cet aperçu touche à sa fin. Pour résumer, sachez que les deux gros arguments de vente mis en avant par Qualcomm sont l’IA et l’autonomie. Un argumentaire repris quasiment mot pour mot par Intel et AMD. Et si l’intelligence artificielle devient un nouveau cheval de bataille, la promesse d’ordinateurs portables toujours plus endurants est aussi vieille que ce format.

Par ailleurs, vous le savez, les prestations d’un même processeur peuvent être très différentes d’un PC portable à l’autre. D’autant plus que Qualcomm laisse le TDP à la discrétion des fabricants sur l’entièreté de sa plage (comprise entre 23 W et 80 W pour certaines références). Autant dire que plus que jamais, avant de choisir un PC, l’idéal est de consulter son test. Alors vous savez ce qu’il vous reste à faire : scruter attentivement nos publications…

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