ARM vient d’annoncer le Cortex-A77, le Mali-G77 avec la nouvelle architecture GPU Valhall. Revenons sur ces annonces de composants qui équiperont nos futurs smartphones.

ARM vient de réaliser plusieurs annonces : l’arrivée du ARM Cortex-A77, qui équipera les prochains SoC de Samsung, Qualcomm et Huawei (si Donald Trump le veut), ainsi qu’une nouvelle architecture GPU et le GPU qui l’utilise. Pour rappel, ARM fournit des plateformes prêtes à l’emploi à ses partenaires, dont Samsung et Huawei par exemple, mais aussi des architectures aux autres acteurs du marché. L’Apple A12 est lui-même basé sur une architecture ARM, Apple est donc un partenaire d’ARM, au même titre que Qualcomm et ses Snapdragon.

ARM Cortex-A77 : dans la même lignée que le A76

Le Cortex-A77 succède au Cortex-A76, le CPU des Kirin 980 par exemple, mais aussi du Snapdragon 855. En effet, on le répète, le SoC des smartphones comporte tous les composants nécessaires pour le fonctionnement des smartphones : le CPU, le GPU, l’ISP pour la photo, désormais on parle également du NPU, le modem 4G-5G… et ARM est le fournisseur de très nombreux partenaires.

L’annonce du Cortex-A77 n’est pas une surprise, car ARM annonce chaque année son nouveau CPU star. L’année dernière avec le Cortex-A76, ARM avait déjà fait les choses comme il fallait avec le processus de gravure TSMC 7 nm qui a permis de réaliser l’un des plus importants gains de performance et d’efficacité peu observé dans l’industrie.

Crédits : Andrei F. pour Anandtech

L’architecture de l’A77 est alignée sur celle de son prédécesseur. Il s’agit toujours d’un cœur de processeur ARMv8.2 couplé à un petit processeur Cortex-A55. Cette année, il ne faut s’attendre à d’énormes gains de performances, comme nous avons pu le voir avec l’A76, mais ARM poursuit son chemin en suivant scrupuleusement sa feuille de route. La grande surprise du A77 est, selon l’auteur sur Anandtech, son gain de performances en virgule flottante de 30 à 35 %. ARM fait donc aussi bien que l’Apple A11 (alors que l’A13 est attendu pour cette année). Enfin, ARM promet que l’efficacité énergétique de l’A77 restera la même que celle des processeurs A76 actuels.

Le Cortex-A77 vous donnera donc rendez-vous dès le second semestre 2019, pour équiper le Huawei HiSilicon 990 (si les choses se calment pour Huawei) et le Qualcomm Snapdragon 865 (s’il prend ce nom).

Mali-G77 et la nouvelle architecture GPU Valhall : les performances de l’Apple A12 Bionic avec une consommation plus basse

Au-delà du Cortex-A77, l’annonce la plus importante est celle de la nouvelle architecture GPU Valhall et du nouveau GPU Mali-G77. En effet, Valhall et le nouveau Mali-G77 succèdent aux trois dernières générations de GPU du Mali avec des améliorations significatives en termes de performances, de densité (gravure) et d’efficacité (consommation).

Alors que le G76 (architecture Bifrost) de l’année dernière avait introduit d’importants changements dans l’architecture de calcul des moteurs d’exécution, GPU que l’on retrouve sur le SoC Samsung Exynos 9820 du Galaxy S10 américain, mais aussi le Huawei HiSilicon 980 du Huawei P30 et du Mate 20, le G77 va beaucoup plus loin et s’éloigne de la conception habituelle de ce composant essentiel du SoC.

GFXBench Manhattan 3.1 Efficacité énergétique hors écran

(Système Active Power)
 FPSMoy. Puissance

(W)


Efficacité
Perf / W
iPhone XS (A12) (chaud)76.513.7920,18 ips / W
iPhone XS (A12) (à froid)103.835.9817,36 ips / W
Galaxy 10+ (Snapdragon 855)70.674.8814,46 ips / W
Galaxy 10+ (Exynos 9820)68.875.1013,48 ips / W
Galaxy S9 + (Snapdragon 845)61.165.0111,99 ips / W
Huawei Mate 20 Pro (Kirin 980)54.544.5711,93 ips / W
Galaxy S9 (Exynos 9810)46.044.0811,28 ips / W
Galaxy S8 (Snapdragon 835)38.903.7910,26 ips / W
LeEco Le Pro3 (Snapdragon 821)33.044.187,90 ips / W
Galaxy S7 (Snapdragon 820)30.983.987,78 ips / W
Huawei Mate 10 (Kirin 970)37.666.335,94 ips / W
Galaxy S8 (Exynos 8895)42.497.355,78 ips / W
Galaxy S7 (Exynos 8890)29.415.954,94 ips / W
Meizu PRO 5 (Exynos 7420)14.453.474,16 ips / W
Nexus 6P (Snapdragon 810 v2.1)21.945.444,03 ips / W
Huawei Mate 8 (Kirin 950)10.372.753,77 ips / W
Huawei Mate 9 (Kirin 960)32.498.633,77 ips / W
Huawei P9 (Kirin 955)10.592.983,55 ips / W

Dans ce secteur, ARM a un adversaire de taille face à lui, Apple avec sa puce A12 n’a pas encore été battu. Les GPU ARM Mali-G76 ou le Qualcomm Adreno 640 (du S855) font moins bien qu’Apple. Beaucoup moins bien comme le montre le graphique d’Anandtech dans le tableau ci-dessus. Par contre, le GPU d’Apple consomme beaucoup plus que ses concurrents.

Voici donc Valhall : la nouvelle architecture apporte des modifications pour remédier aux principales lacunes de l’architecture Bifrost en reprenant une approche de conception adoptée par d’autres fournisseurs de GPU. La première version du GPU de Valhall est le nouveau Mali-G77, que l’on retrouvera sur les prochains SoC haut de gamme. Ce qui est promis, c’est un gain d’efficacité énergétique de 30 % et une augmentation de 60 % des performances des mécanismes d’apprentissage automatique (machine learning).

Plus intéressant encore, les performances des SoC de fin 2019 et de 2020 devraient augmenter de 40 % par rapport aux appareils de 2019. La conception Valhall est beaucoup plus proche de ce fait de Nvidia et AMD. L’un des changements les plus importants est que les futurs SoC vont prendre en charge le LPDDR5, ce qui modifiera vraisemblablement la puissance des smartphones en lui associant à ce nouveau GPU mobile.

Le GPU G77 se rapprocherait donc des performances du processeur graphique A12 Bionic d’Apple avec une meilleure efficacité énergétique. Mais Apple dévoilera, sans doute d’ici là sa prochaine génération de SoC. Apple aura donc encore un an d’avance sur la concurrence. Quant aux futurs GPU Adreno de Qualcomm, G77 devrait pouvoir les devancer.