Lorsqu'ils achètent des smartphones et des tablettes, ils parlent souvent de leur puissance de traitement, accordent une grande importance à leur vitesse et peuvent offrir des fonctionnalités à un, deux ou plusieurs cœurs. Et même si nous nous concentrons sur le processeur la plupart du temps, vous devez savoir que les choses ne sont pas si simples. Au lieu de simples processeurs, nous avons des systèmes sur puce (SoC).

Qu'est-ce qu'un système sur une puce?

Puisqu'ils se trouvent dans de petits ordinateurs de bureau et portables, ils le sont pour offrir toutes les possibilités qu'ils peuvent faire (applications, lecture de musique et de vidéos, prise en charge des jeux en 3D, fonctionnalités sans fil avancées, etc.). etc).

Ordinateurs de bureau et ordinateurs portables pour les divers composants nécessaires, ainsi que la carte logique, le processeur, la mémoire vive, la carte graphique, etc. Cet appareil nécessite une batterie longue durée.

Grâce aux merveilles de la miniaturisation, les fabricants de systèmes sur puce, tels que Qualcomm, Nvidia ou Texas Instruments, vous permettent de placer certains de ces composants sur une seule puce, le système sur une puce qui alimente votre cher smartphone.

Qu'y a-t-il à l'intérieur d'un SoC?

Maintenant que nous savons ce qu’est un SoC, examinons rapidement les composants qu’il contient. Vous allez donc vous montrer plus tard, mais pour mieux comprendre le fonctionnement d'un SoC, vous devez avoir une image générale de ce qui se passe à l'intérieur:

• CPU - l’unité centrale de traitement, qu’elle soit simple ou multicœur, c’est ce qui rend tout possible sur votre smartphone. Technologie ARM, mais plus à ce sujet plus tard
• Le smartphone et les tablettes sont capables d'exécuter diverses fonctions et mémoires, tandis que les SoC intègrent diverses architectures de mémoire.
• GPU - L'unité de traitement graphique est un composant important du SoC. Elle est chargée de gérer ces jeux 3D complexes sur un smartphone ou une tablette. Comme vous vous en doutez, il existe différentes architectures de GPU, et nous les détaillerons plus loin dans ce qui suit.
• Northbridge - C'est un composant qui gère les communications entre la CPU et les autres composants du SoC, y compris le southbridge
• Southbrige - un second jeu de puces que l’on trouve généralement sur les ordinateurs et qui gère diverses fonctions d’E / S. Dans certains cas, le southbridge peut être trouvé sur le SoC
• Les radios cellulaires - certains SoC viennent donc avec certains modems embarqués dont ont besoin les opérateurs de téléphonie mobile. La recherche est le cas du Snapdragon S4 de Qualcomm, doté d’un modem LTE intégré et responsable de la connectivité LTE 4G
• Autres radios - certains SoC peuvent avoir d’autres composants responsables d’autres types de connectivité, notamment Wi-Fi, GPS / GLONASS ou Bluetooth. Encore une fois, le S4 est un bon exemple à cet égard.
• Autres circuits

Architecture de processeur ARM vs x86

Dans toute la technologie ARM, la technologie ARM a été construite à l'aide de cette technologie ARM. Alors, quel est exactement le bras? MaximumPC partage quelques détails concernant les débuts d'ARM:

Au début, l'architecture ARM a été spécialement développée pour être utilisée avec précision dans un PC-Acorn Archimedes. En 1987, l'Archimedes arrive sur le marché, alimenté par le processeur ARM2 avec jusqu'à 4 Mo de RAM et un disque dur de 20 Mo. Avec seulement 30 000 transistors (moins de la moitié des 68 000 de Motorola), l'ARM2 est l'un des processeurs 32 bits les plus simples de son époque. ARM2 devrait surpasser le 80286 d’Intel tout en consommant moins d’électricité.

ARM reste le choix préféré des fabricants de systèmes sur puce, car l’architecture garantit de hautes performances à faible consommation, ce qui les intéresse inconsciemment.

Le processeur Intel 8086 a lancé en 1978 un microprocesseur 16 bits suivi de plusieurs successeurs dont le nom s'est terminé par "86". Ainsi, le terme x86 a été inventé. Aujourd'hui, l'architecture x86 inclut également des processeurs 32 bits, que l'on peut trouver sur divers ordinateurs que vous pouvez utiliser quotidiennement. L'inconvénient de l'architecture x86 dans les systèmes sur puce mobiles est qu'ils ne sont pas aussi efficaces que les processeurs basés sur ARM. Seul Intel développe actuellement des systèmes sur puce basés sur x86 pour les appareils mobiles, la plate-forme Atom Medfield.

Architectures GPU

Les SoC que nous allons décrire sont diverses technologies GPU provenant de différentes entreprises. Vous verrez plusieurs fois GeForce, Adreno, ARM Mali ou PowerVR, alors voici ce que ces noms signifient:

• GeForce - produites par NVIDIA, sont les cartes graphiques ultra basse consommation présentes sur le Tegra 3 SoC
• Adreno - produits par Qualcomm, les GPU Adreno font partie du Snapdragon SoC de la même société. Certains GPU Adreno peuvent être utilisés sur les futurs périphériques Microsoft Windows 8.
• ARM Mali - comme vous l’auriez peut-être deviné, les GPU du Mali sont conçus par ARM et sont actuellement utilisés sur divers modèles de SoC, notamment Exynos et NovaThor.
• PowerVR - PowerVR est l'un des principaux concepteurs de GPU dont les GPU se trouvent sur divers SoC, notamment Medfield, NovaThor (futures conceptions), OMAP et même Apple Axe.

Variétés de SoC

Il existe divers SoC, provenant de différents fabricants qui équipent les appareils Android, des smartphones aux tablettes, mais ils ne sont pas tout à fait similaires. Jetons un coup d'oeil à certains des plus importants pour vous.

NVIDIA Tegra 3

Également connue sous le nom de Kal-El, la série NVIDIA Tegra 3 est l’une des sous-familles de SoC de la famille Tegra. Elle est actuellement utilisée par divers appareils Android, notamment le Asus Eee Pad Transformer Pad, le HTC One X. (version internationale), le Asus Transformer Pad 300, le LG Optimus 4X HD et autres. Selon les rumeurs, la tablette Google Nexus serait livrée avec un SoC Tegra 3 à bord.

Tegra 3 est livré avec un processeur quad-core, mais ce qui est intéressant, c’est qu’il a en réalité cinq cœurs. La conception vise à optimiser la consommation d'énergie dans divers états d'activité de l'appareil et à prolonger la durée de vie de la batterie. Chaque cœur est une puce Cortex A9 ARM, mais le cinquième, limité à une vitesse optimale de 500 MHz. En effet, il ne souhaite gérer que certaines tâches et dans certaines situations. Le noyau d'accompagnement veut être utilisé par le périphérique en mode veille ou pour traiter certaines tâches ne nécessitant pas de traitement plus rapide. Lorsque l'appareil est allumé (ou mieux utilisé), les autres cœurs s'animent et les utilisateurs peuvent profiter d'une expérience exceptionnelle sur smartphone et tablette, avec des graphismes et une vitesse de traitement exceptionnels.

En plus de la CPU, le SoC Tegra 3 contient également l’unité de traitement graphique (GPU), le northbridge, le southbridge et le contrôleur de mémoire. Le SoC prend en charge la sortie vidéo d’une résolution maximale de 2560x1600 et le codec vidéo 1080p H.264 / MPEG-4 AVC 1080p (enregistrement et lecture de vidéos de haute qualité).

Qualcomm Snapdragon S4

Qualcomm est un autre nom important en ce qui concerne les téléphones et tablettes Android (et pas seulement), car la société américaine est responsable de diverses familles de systèmes d’affichage de données utilisés dans diverses générations de smartphones et de tablettes. Snapdragon S4 étant le SoC Qualcomm utilisé par certains des appareils les plus récents, nous allons nous concentrer dessus, mais vous devez savoir que le S4 a été précédé par d’autres générations de SoC.

Snapdragon S4 dispose d'un processeur similaire à celui du processeur ARM Cortex-A15, mais construit selon la conception propre de Qualcomm. En plus du processeur, le Snapdragon S4 offre l'enregistrement et la prise en charge de vidéos HD et intègre les fonctionnalités du GPU Adreno. L’un des aspects les plus intéressants du S4 est qu’il intègre également un modem doté des fonctionnalités radio requises par les smartphones et les tablettes à circuits cellulaires.

Plus précisément, le S4 contient un modem 4G LTE. C’est pourquoi diverses entreprises ont lancé leurs appareils haut de gamme dotés de capacités quadricœurs sur les marchés internationaux (à l’aide de diverses solutions SoC autres que le S4). les a remplacés par la S4 pour offrir la prise en charge 4G LTE, même si elle ne renferme que des puissances de traitement à double cœur. Le S4 gère également les technologies Wi-Fi, GPS / GLONASS et Bluetooth sur la plupart des appareils.

Il existe différentes versions de Snapdragon S4 SoC, reposant sur la technologie 40 nm et 28 nm (inférieure est meilleure que son efficacité énergétique supérieure) et elles sont déjà utilisées, y compris le HTC One S, Asus Transformer Pad Infinity, Amérique du Nord HTC One X, HTC EVO 4G LTE, Sony Xperia S, Amérique du Nord Samsung Galaxy S3, etc.

Samsung Exynos 4 Quad

Comme vous vous en doutez, Samsung dispose de sa propre plate-forme SoC, la famille Exynos. Parmi ces SoC, nous allons nous concentrer sur son dernier ajout, l'Exynos 4 Quad, qui fait partie de la version internationale de son smartphone phare 2012, le Samsung Galaxy S3.

Les SoC Exynos sont basés sur l'architecture ARM, tout comme Tegra 3 et Snapdragon S4. L’Exynos 4 Quad est conçu avec un processus HKMG (High-K Metal Gate) 32 nm prêt à offrir «des performances de processeur deux fois meilleures», mais une consommation électrique inférieure de 20% à celle du modèle précédent, utilisé dans le Galaxy II. Exynos 4 Quad intègre un processeur ARM Cortex-A9 quad-core 1, 4GHZ et le processeur graphique ARM Mali-400 MP4. Le processeur prend en charge les jeux en 3D, presque le multitâche ainsi que l’enregistrement et la lecture de vidéos HD. L’Exynos 4 Quad est utilisé dans le Galaxy S3 (version internationale) et le Meizu MX Quad.

Les précédents Exynos peuvent être trouvés dans Galaxy S2, Galaxy Note, Galaxy Tab7.7, Galaxy Tab7.0 Plus, Galaxy S, Droid Charge, Exibit 4G, Infuse 4G, mais également dans des appareils non Samsung tels que le Meizu MX et le Meizu M9.,

Intel Medfield

Processeurs Intel de toutes sortes d'ordinateurs de bureau, d'ordinateurs portables et de cahiers, l'entreprise n'a pas vraiment joué pour le secteur de la téléphonie mobile avant le début de l'année. Lors du CES 2012, Intel avait annoncé son intention d'attaquer le secteur des smartphones et tablettes avec sa propre plate-forme SoC, baptisée Medfield, qui devrait figurer prochainement sur divers appareils mobiles.

Jusqu'à présent, trois appareils de recherche ont été annoncés: l'Orange San Diego (Santa Clara), le Lenovo K800 et le Lava Xolo X900. Intel a annoncé un partenariat avec Motorola (propriété de Google) et nous sommes certainement curieux de voir les premiers appareils Googlerola à intégrer des circuits Intel.

Les SoC Medfield sont construits avec la technologie HKMG 32 nm, tout comme le Quad 4 Core Exynos, mais ne reposent pas sur une architecture ARM. Au lieu de cela, Intel s’appuie sur sa propre technologie x86 pour fabriquer ces SoC. Les SoC Medfield peuvent offrir aux constructeurs OEM un processeur mono-cœur de 1, 6 à 2 GHz et le processeur graphique SGX540 de PowerVR.

Texas Instruments OMAP 4

Bien qu'ils ne soient pas aussi performants que les SoC Qualcomm ou NVIDIA, la famille OMAP de Texas Instruments doit certainement être prise très au sérieux. Si OMAP vous semble familier, c’est la raison pour laquelle nous avons déjà vu des SoC équiper différents appareils Android, notamment le Motorola Droid original qui a engendré la révolution Android, les Barnes & Noble Nook Color et Nook Simple, le Motorola Bravo, le Motorola Defy., le LG Optimus Black, le Motorola Droid 2, le Samsung Galaxy S LCD, mais aussi des appareils non Android comme le Palm Pre et Pre 2 ou le Nokia N9.

La dernière famille de SoC TI OMAP est constituée d’OMAP de quatrième génération, ou OMAP 4, reposant sur une architecture à double cœur ARM Cortex-A9 45 nm. Il existe différents SoC OMAP4, mais tous offrent des graphiques PowerVR. Le modèle OMAP 4 4470 se distingue par le fait qu’en plus du processeur double cœur, il est doté de deux cœurs Cortex-M3 complémentaires qui devraient prendre en charge des tâches moins importantes pour accroître l’efficacité énergétique, tout comme le cinquième cœur du Tegra 3. Le modèle 4470 est livré avec un support d'enregistrement et de lecture vidéo Full HD 1080p.

Voici quelques appareils Android équipés de SoC TI OMAP 4: Motorola Atrix 2, Motorola Droid 3, Motorola Droid Bionic, Motorola Droid RAZR, Motorola Xyboard, certains modèles de Samsung Galaxy S2, Amazon Kindle Fire, Tablette Barnes & Noble Nook, Samsung Galaxy Tab 2 7.0, Samsung Galaxy Tab 2 10.1, Samsung Galaxy Nexus, LG Optimus 3D et LG Optimus Max, mais le SoC OMAP 4 est également disponible sur le BlackBerry PlayBook, par exemple.

ST-Ericsson NovaThor

La plate-forme SoC NovaThor est développée par ST-Ericsson, bien que certains de ses périphériques reposent sur ce SoC, notamment le Sony Xperia P, le Sony Xperia U, le Sony Xperia Sola, le Samsung Galaxy Ace 2, le Samsung Galaxy Beam et le HTC Sensation pour la Chine. Les SoC NovaThor utilisés jusqu’à présent sont livrés avec des processeurs ARM Cortex-A9 double cœur 1 GHz ou 1, 2 GHz, des GPU ARM Mali 400 simple cœur et une prise en charge sans fil (GSM / EDGE / HSPA / HSPA +, en fonction du modèle utilisé.) reposent sur une technologie de traitement à 45 nm, bien que ST-Ericsson envisage de lancer des modèles plus économes en énergie, dotés de la technologie à 32 nm / 28 semi-conducteurs et offrant des vitesses de processeur plus rapides, des graphiques VR et même le support LTE.

Autres SoC

Nous ne pourrions parler de systèmes sur une puce sans mentionner l' utilisation de la concurrence . Apple a publié sa gamme de puces AX (A4, A5 et A5X) propriétaires, qui utilisait l’iPad original. Le produit phare Apple SoC est l'A5X, qui équipe actuellement le nouvel iPad, mais Apple aurait travaillé sur un nouveau modèle, l'A6.

Lequel est le meilleur pour moi?

La question est de savoir lequel des SoC ci-dessus est le meilleur pour moi.,

Si vous achetez l'une des tablettes et smartphones Android de dernière génération disponibles sur le marché, qui embarquera sûrement l'un des SoC mentionnés ci-dessus, vous obtiendrez probablement une performance similaire dans tous les domaines. Bien sûr, chaque fabricant de SoC veut défendre sa propre marque avec des mots tels que "efficacité énergétique", "hautes performances", "graphismes 3D", "vidéo Full HD"., Il reste que vous devriez envisager d’utiliser davantage de fonctionnalités telles que la technologie d’affichage, la connectivité sans fil, les performances de l’appareil photo et le stockage afin de faire un achat plus éclairé.

L’American Galaxy S3 en est un exemple: il contient un processeur double cœur, qui fait partie du système Snapdragon S4 SoC, au lieu du processeur quadricœur du processeur Exynos 4 Quad SoC. Prise en charge LTE, et c'est le SoC S4 qui est le modem LTE inclus, pas le Exynos 4 Quad. Ainsi, alors que certains acheteurs de Galaxy S3 souhaitent bénéficier de la prise en charge LTE, ils optimisent leur consommation énergétique.

Appareil Android, vous devez alors porter une attention particulière à votre SoC et à ses capacités, et vérifier les comparaisons de performances (tests de performances) pour voir comment votre appareil choisi se compare à d’autres appareils.

De plus, les SoC et les smartphones et tablettes de l'année prochaine prévoient de continuer à travailler sur les composants de nouvelle génération et les systèmes d'exploitation améliorés.