Un CPU 120 fois plus rapide, un GPU 240 fois plus rapide, la différence de puissance entre un iPhone 7 et un iPhone original est tellement grande qu’elle en devient abstraite.
Les superlatifs qui s’enchaînent lors des keynotes de présentation d’iPhone ne sont pas toujours justifiés (Plans n’était pas si « beautiful » que ça au lancement d’iOS 6), mais quand Phil Schiller déclare que « l’équipe d’Apple en charge des puces fait des exploits en matière de performances » et que « chaque année, l’iPhone est le smartphone le plus rapide sur le marché », il n’exagère pas. Comment en est-on arrivé là ? Retour sur les principales étapes d’une maitrise presque absolue.
iPhone : un processeur de lecteur DVD pour démarrer
De puissance, il n’en était pas question concernant le premier iPhone. Ou plutôt, il en était question différemment. La rapidité de l’iPhone par rapport à un BlackBerry ou un Palm se mesurait à l’aune de son écran tactile et de son interface, et non de son processeur. L’iPhone était présenté par Apple comme l’instigateur d’« une ère de puissance et de sophistication logicielles sans précédent pour un appareil mobile ».
Cette puissance logicielle masquait un matériel incomplet. Sans parler de l’absence de GPS ou de modem 3G, le premier smartphone d’Apple était équipé d’un processeur Samsung utilisé dans des lecteurs de DVD. Pas de quoi faire rêver, même s’il remplissait honnêtement sa tâche.
Deux ans plus tard, l’iPhone 3GS doublait les performances en adoptant un processeur Samsung plus récent. Mais ce n’était rien en comparaison de ce qui allait suivre.
iPhone 4 : un processeur A4 pour marquer son empreinte
« Steve [Jobs] était arrivé à la conclusion que le seul moyen pour Apple de vraiment faire la différence et de proposer quelque chose d’absolument unique et de vraiment génial était de posséder son propre processeur », expliquait Johny Srouji, responsable des technologies matérielles d’Apple, dans une interview accordée à Bloomberg début 2016. L’ingénieur est débauché d’IBM en 2008 pour mener la conception du premier système sur puce de Cupertino.
À son arrivée, l’entreprise a une équipe de 40 personnes dont le travail consiste à intégrer dans l’iPhone des puces venant de multiples fournisseurs. 150 ingénieurs viennent gonfler les rangs quelques mois plus tard, à la faveur de l’acquisition de P.A. Semi pour 278 millions de dollars, un concepteur de processeurs à basse consommation.
Johny Srouji et son équipe qui s’accroît progressivement conçoivent alors à toute allure un système sur puce en se basant sur un design de référence d’ARM : « l’avion décollait et j’achevais juste la construction de la piste. »
Le décollage, c’est la présentation de l’iPhone 4 par Steve Jobs le 7 juin 2010 :
L’iPhone 4 est alimenté par la puce A4. La puce A4 d’Apple. C’est une puce conçue par notre propre équipe, ils sont vraiment bons, et c’est fantastique de l’avoir dans un iPhone.
Si le CEO d’Apple souligne avec fierté que c’est une puce maison — son développement aurait coûté environ un milliard de dollars au total —, il ne s’étend pas sur le gain de performances. Il faut dire que cette puce doit gérer les pixels supplémentaires de l’écran Retina.
L’année suivante, l’iPhone 4S, le premier iPhone double-cœur, marque le véritable coup d’envoi de la course à la puissance. Le CPU de l’A5 est jusqu’à deux fois plus rapide que celui de l’A4, et son GPU jusqu’à sept fois plus rapide. L’iPhone 5 continue sur cette lancée avec un A6 jusqu’à deux fois plus performant que son prédécesseur, et ce sans sacrifier l’autonomie.
iPhone 5s : un processeur 64 bits pour écraser la concurrence
Mais Apple n’est pas la seule à faire des progrès significatifs, qui sont aussi à mettre sur le compte du perfectionnement des processus de gravure, à chaque nouvelle génération. Qualcomm, qui fournit les principaux constructeurs Android, marque Cupertino à la culotte avec ses Snapdragon jusqu’à l’iPhone 5s, en septembre 2013.
« L’A7 est 64 bits. C’est une première mondiale dans un téléphone. […] C’est une architecture 64 bits du même rang que celle d’un ordinateur de bureau », annonce Phil Schiller lors de la présentation de l’iPhone 5s. La surprise est générale. ARM n’avait pas prévu de puces mobiles 64 bits avant mi–2014.
Pour Qualcomm, « ce 64 bits a été un coup dans l’estomac, racontera sous couvert d’anonymat un employé du fabricant de puces. La feuille de route pour le 64 bits n’était absolument pas calée sur celle d’Apple, du fait que personne ne jugeait cela à ce point indispensable. »
Abasourdi par cette annonce, Qualcomm tente d’abord de la minimiser en parlant de « gadget marketing », puis se ravise en déclarant qu’il prend au sérieux le 64 bits — il faudra attendre presque un an avant de voir un Snapdragon 64 bits dans un smartphone.
De fait, si à l’époque peu d’apps mobiles savent tirer parti des avancées du 64 bits (augmentation de la mémoire maximale, certaines techniques de programmation plus viables…), la nouvelle architecture bénéficie immédiatement à Touch ID, qui exploite ses fonctions de chiffrement bas niveau.
Et c’est surtout un pari sur l’avenir qui est en train de se concrétiser aujourd’hui avec des applications et des terminaux iOS aussi puissants que des logiciels de bureau et des Mac, sur un système bientôt uniquement 64 bits.
Un futur toujours plus maison
« Lorsqu’on choisit de faire quelque chose, c’est parce qu’on pense qu’il y a un problème auquel personne ne peut s’attaquer, ou qu’il y a une idée à ce point originale et différente que le meilleur moyen de la réaliser est encore de s’en occuper soi-même », indiquait Johny Srouji plusieurs mois avant que l’on ne découvre la puce W1 des AirPods et la puce T1 des MacBook Pro Touch Bar.
En ce qui concerne le système sur puce des terminaux iOS, on sait qu’Apple va lancer d’ici deux ans un GPU conçu de A à Z en interne, au détriment d’Imagination qui lui fournissait un design de référence et qui perd là son client essentiel.
L’optimisation déjà impressionnante dont bénéficient les puces Ax — elles font aussi bien, voire mieux, que les Snapdragon dotés de deux fois plus de cœurs et cadencés à plusieurs centaines de MHz supplémentaires — pourrait donc franchir une nouvelle étape dans les années à venir.
Dès lors, il n’est pas étonnant que Google débauche chez Apple un des meilleurs spécialistes des puces Ax pour concevoir ses propres processeurs.
