Le bâtiment de la Fab 12B de TSMC dans le parc scientifique de Hsinchu au crépuscule, avec les traînées lumineuses de la circulation en contrebas, photographié en 2015 ; image de contexte du fondeur qui grave la M6 et devrait graver l'A20 Pro.

曾 成訓 · CC BY 2.0

Apple a annoncé la M6 avant l'A20 Pro. Elle a livré l'essentiel de la fiche technique.

Pendant des années, la nouvelle puce d'iPhone annonçait la puce de Mac qui suivait. Cette année, Apple a inversé l'ordre, et la M6 dévoilée en août répond déjà à plusieurs questions que la conférence de mercredi devait trancher.

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Un ordre qu'Apple respectait depuis dix ans

Les puces des séries A et M partagent l'essentiel de leur architecture au sein d'une même génération : cœurs de processeur, conception du processeur graphique, Neural Engine et moteur multimédia sont largement le même silicium, mis à l'échelle pour le Mac. En pratique, la puce d'iPhone annoncée en septembre a longtemps servi d'aperçu partiel de la puce de Mac arrivant quelques mois plus tard.

Apple a inversé la séquence cette année. La M6 a été dévoilée le 25 août dans le nouveau Mac mini, et l'A20 Pro est attendue mercredi dans l'iPhone 18 Pro. Comme l'a détaillé MacRumors ce week-end, une puce de Mac déjà commercialisée documente désormais une grande partie de ce que fera la puce d'iPhone. Les rapports créditent l'A20 Pro de jusqu'à 18 % de performances supplémentaires et jusqu'à 30 % d'efficacité énergétique en plus par rapport à l'A19 Pro, des ordres de grandeur comparables à ceux de la M6 face à la M5.

L'argument « 2 nm » a été dépensé quinze jours trop tôt

La M6 est la première puce d'Apple gravée par TSMC en N2. L'A20 sera presque certainement la deuxième.

Le fait est commercial plus que technique. Apple a toujours inauguré ses nouveaux nœuds de gravure sur la série A, parce que les volumes de l'iPhone rendent le rendement d'un nœud économiquement tenable : des centaines de millions de petites puces absorbent bien mieux les défauts que quelques millions de grandes. Inaugurer le N2 dans un Mac mini à 899 dollars rompt avec cette logique et suggère des rendements TSMC assez sains pour qu'Apple n'ait pas eu besoin du volume iPhone pour les sécuriser.

Effet secondaire : la formule la plus citable du discours de mercredi n'est plus disponible. « La première puce Apple en 2 nanomètres » a été annoncée il y a quinze jours, dans une indifférence relative.

Un second Neural Engine, et la question de la place

Le Neural Engine de l'iPhone est resté à 16 cœurs et environ 35 000 milliards d'opérations par seconde depuis l'A17 Pro, soit trois générations sans changement de rang. La M6 introduit un Neural Engine double de 16 cœurs, que les frameworks système peuvent adresser simultanément, et qu'Apple crédite du double de la puissance de calcul de pointe de la génération précédente.

Ce changement coïncide avec le passage annoncé de l'A20 au conditionnement WMCM, qui intègre la mémoire sur la même galette que le processeur, le processeur graphique et le Neural Engine, au lieu de l'empiler par-dessus. Raccourcir la distance entre la mémoire et les unités qui la lisent est l'un des rares moyens restants d'accélérer une puce mobile sans dépenser plus d'énergie.

Savoir si un second Neural Engine tient dans un téléphone est une autre question que celle de son fonctionnement. La surface de silicium et la dissipation thermique sont les contraintes : un moteur double pourrait rester réservé à l'A20 Pro plutôt que d'équiper toute la famille A20.

La bande passante mémoire est le plafond qui ne figure sur aucune diapositive

C'est le chiffre qui décidera du comportement de l'iPhone 18 Pro en intelligence artificielle embarquée, et c'est le moins commenté.

Exécuter un modèle de langage en local consiste surtout à déplacer des poids depuis la mémoire vers le processeur. Chaque mot généré exige de lire une fraction importante du modèle : la vitesse de génération suit donc la bande passante mémoire bien plus étroitement que la puissance de calcul brute. Une puce peut disposer d'un Neural Engine considérable et produire du texte lentement si la mémoire ne parvient pas à l'alimenter.

La M6 fournit jusqu'à 170 Go/s, ce qu'Apple présente comme 10 % de plus que les 153,6 Go/s de la M5. L'A19 Pro est créditée de 76,8 Go/s. Une progression comparable porterait l'A20 Pro autour de 85 Go/s, environ la moitié de la bande passante d'un Mac mini, ce qui donne une bonne mesure de la raison pour laquelle les téléphones exécutent de petits modèles et les Mac de plus grands.

Une réserve sur la lecture de ce chiffre : la bande passante seule n'identifie pas la génération de mémoire. Les mêmes 170 Go/s s'obtiennent avec de la LPDDR5X rapide sur un bus large ou avec de la LPDDR6 sur un bus plus étroit. Ce qui est établi, c'est que la hausse est modeste, et que tout gain réel en intelligence artificielle embarquée viendra plus vraisemblablement du conditionnement que de la mémoire.

Graphismes : l'architecture voyage, le chiffre d'affiche non

La M6 apporte un débit géométrique supérieur de 50 %, une architecture de cœurs de shaders revue, un Dynamic Caching mis à jour et un lancer de rayons accéléré matériellement. Des évolutions de cette nature sont historiquement apparues sur les deux familles de puces au sein d'une même génération : l'iPhone devrait en hériter.

Le chiffre d'affiche est une autre affaire. Apple avait annoncé pour la M5 une puissance graphique de pointe pour l'IA plus de quatre fois supérieure à celle de la M4, grâce aux accélérateurs neuronaux logés dans chaque cœur graphique ; l'A19 Pro avait enregistré un gain comparable en septembre dernier, pour la même raison. La M6 est créditée de près de 30 % au-dessus de la M5. Les accélérateurs neuronaux de deuxième génération ressemblent à un affinage, ce qui rend peu probable la répétition du multiplicateur de l'an dernier sur l'A20 Pro.

L'encodage AV1 reste absent, et c'est une décision

Le moteur multimédia de la M6 gère H.264, HEVC, ProRes et ProRes RAW, avec décodage AV1 mais sans encodage AV1, comme la M5. L'AV1 est le codec libre de redevances utilisé par YouTube et la plupart des services de diffusion ; c'est l'encodage matériel qui le rend utilisable pour les envois de vidéos et les appels, et non seulement pour la lecture. Plusieurs modèles Android haut de gamme en disposent.

Son absence d'une puce de bureau gravée sur un nouveau nœud rend son arrivée cette année dans une puce de téléphone très improbable. Les vidéos envoyées depuis un iPhone 18 Pro resteront en H.264 ou en HEVC.

Notre analyse des chiffres de l'A20 Pro en 2 nm portait sur ce que l'argument du procédé dit et ne dit pas. La M6 a désormais réglé une bonne part du reste. Ce que mercredi apportera réellement tient au conditionnement, au comportement thermique, et à la question de savoir si le Neural Engine double franchit la frontière du téléphone.

Sources