S\u2019il est un serpent de mer dans le monde de l\u2019informatique, c\u2019est bien celui de l\u2019av\u00e8nement des processeurs ARM. Cela fait ainsi plusieurs ann\u00e9es que la mont\u00e9e en puissance des puces ARM dans les smartphones fait planer le fantasme d\u2019un tsunami technologique qui viendrait balayer les puces x86\/x64 des g\u00e9ants Intel et AMD. Qu\u2019il s\u2019agisse des domaines des PC portables ou de serveurs cloud, les initiatives ARM sont l\u00e9gion.<\/p>\n
Au rang des annonces r\u00e9centes et des rumeurs qui font couler beaucoup d\u2019encre, on note la bataille men\u00e9e par Qualcomm pour s\u2019imposer dans le PC avec ses Snapdragon<\/a>, les lancements prochains de puces ARM pour serveur d\u2019Amazon<\/a> et d\u2019Amp\u00e8re<\/a>, ou encore les hypoth\u00e9tiques MacBook d\u2019Apple<\/a> qui remplaceraient les Core d’Intel par des puces Ax d\u00e9riv\u00e9es de celles des iPhone.<\/p>\n Autant d\u2019initiatives qui sont interpr\u00e9t\u00e9es comme des signes de \u00ab la fin du x86 \u00bb. Petite radiographie de cette grande perc\u00e9e des processeurs ARM.<\/p>\n Du smartphone au PC en passant par les serveurs qui nous alimentent en donn\u00e9es, le monde de l\u2019informatique au sens large tourne autour de deux architectures de processeurs. De l\u2019autre c\u00f4t\u00e9 du ring, ARM est une architecture d\u00e9velopp\u00e9e par l\u2019entreprise anglaise du m\u00eame nom et qui est un champion de la consommation \u00e9nerg\u00e9tique. Certains grincheux pourraient \u00e0 raison pointer du doigt l\u2019existence d\u2019autres architectures, et ils ont raison. Mais qu\u2019il s\u2019agisse de l\u2019architecture Power que l\u2019on retrouve dans des supercalculateurs ou des satellites, ou bien des architectures SPARC, RISC V et autres MIPS, leurs champs d\u2019utilisation sont extr\u00eamement r\u00e9duits par rapport au x86 et \u00e0 ARM.<\/p>\n L\u2019architecture \u00ab Acorn RISC Machine \u00bb a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e par la soci\u00e9t\u00e9 anglaise Acorn au d\u00e9but des ann\u00e9es 80 et son premier usage commercial a \u00e9t\u00e9 l\u2019impl\u00e9mentation d’un co-processeur utilis\u00e9 pour \u00e9paul\u00e9 le CPU, un MOS Technology 6502 int\u00e9gr\u00e9 dans des ordinateurs d\u00e9velopp\u00e9s pour\u2026 la BBC. Est-ce cet ADN de simplicit\u00e9 et d\u2019efficacit\u00e9 qui a influenc\u00e9 le d\u00e9veloppement du jeu d\u2019instructions ARM ? Peut-\u00eatre, mais ce qui est s\u00fbr c\u2019est que si les premi\u00e8res puces ARM ont pu un temps \u00e9galer les performances des puces x86, la simplicit\u00e9 des puces ARM leur a permis de briller ailleurs.<\/p>\n Un ailleurs qui veut dire partout. En 2017, ARM annon\u00e7ait que plus de 100 milliards de processeurs ARM avaient \u00e9t\u00e9 produits depuis le d\u00e9but des ann\u00e9es 80, dont la moiti\u00e9 entre 2013 et 2017. Apr\u00e8s avoir conquis le monde gr\u00e2ce \u00e0 leur excellent ratio watt\/performance et leur caract\u00e8re hautement configurable, ils tentent aujourd\u2019hui de (re)venir dans l’univers de l\u2019informatique \u00ab normale \u00bb.<\/p>\n Le produit le plus important de la conf\u00e9rence Surface de Microsoft \u00e0 l\u2019automne dernier n\u2019\u00e9tait pas le Surface 15 avec la puce AMD Ryzen Mobile. Si c\u2019\u00e9tait bien la premi\u00e8re fois que Microsoft lan\u00e7ait un produit sous sa marque avec une puce AMD, les processeurs Ryzen sont des puces x86 \u00ab normales \u00bb. La vraie star du show \u00e9tait la Surface Pro X<\/a>, un mod\u00e8le haut de gamme qui int\u00e8gre une puce custom \u00ab SQ1 \u00bb bas\u00e9e sur le Snapdragon 8cx de Qualcomm<\/a>. Un SoC ARM r\u00e9put\u00e9 aussi puissant qu\u2019un Core i5 de 15W<\/a> et deux fois moins consommateur en \u00e9nergie.<\/p>\n Apr\u00e8s les errements des Surface RT entre 2012 et 2015 qui avaient prouv\u00e9 que les puces ARM n\u2019avaient ni la puissance ni les outils logiciels pour lutter contre le x86, l\u2019architecture port\u00e9e par le projet Windows on Snapdragon de Qualcomm monte \u00e0 nouveau sur le ring. Avec le savoir-faire acquis dans les smartphones, Qualcomm a en effet r\u00e9ussi \u00e0 entra\u00eener Microsoft dans l\u2019aventure – Microsoft a d\u00e9velopp\u00e9 non seulement un Windows 10 enti\u00e8rement d\u00e9di\u00e9 aux processeurs ARM Snapdragon, mais il en fait aussi la promotion, d\u00e9veloppe des outils logiciels pour encourager les d\u00e9veloppeurs, etc. Preuve que la \u00ab menace \u00bb est s\u00e9rieuse, les premiers MacBook d\u2019Apple<\/a> int\u00e9grant des puces bas\u00e9es sur l\u2019architecture ARM d\u00e9j\u00e0 employ\u00e9e dans les iPhone et iPad devraient arriver d\u2019ici la fin de l\u2019ann\u00e9e ou en tout d\u00e9but d’ann\u00e9e prochaine. Une progression dans l\u2019informatique \u00ab classique \u00bb qui commence m\u00eame \u00e0 s\u2019\u00e9tendre aux serveurs.<\/p>\n La mont\u00e9e en puissance des puces ARM arrive finalement jusqu\u2019au monde des serveurs de donn\u00e9es. Un univers d\u2019\u00e9normes b\u00e2timents qui alignent des dizaines voire des centaines de couloirs d\u2019armoires int\u00e9grant des ordinateurs en \u00ab racks \u00bb.<\/p>\n Un monde qui \u00e9tait jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent le terrain de chasse d’un seul acteur. En 2018, Intel contr\u00f4lait 99% du march\u00e9 (oui, vous avez bien lu). Depuis, AMD a gagn\u00e9 du terrain avec ses<\/a> processeurs EPYC et pourrait monter \u00e0 10% d’ici la fin de l’ann\u00e9e 2020. Et le grand champion des puces pour smartphones qu\u2019est Qualcomm s\u2019est m\u00eame cass\u00e9 les dents avec Centriq. Annonc\u00e9e en 2016, cette puce de 48 c\u0153urs ARMv8-A optimis\u00e9e pour les centres de donn\u00e9es n\u2019a pas r\u00e9ussi \u00e0 percer et le projet a \u00e9t\u00e9 arr\u00eat\u00e9 en occident \u2013 Qualcomm a refourgu\u00e9 le b\u00e9b\u00e9 \u00e0 sa filiale chinoise qui continue de le faire vivre en partenariat avec une province chinoise sous le nom Thang Long 4800. Le projet se limite d\u00e9sormais \u00e0\u00a0un march\u00e9 tr\u00e8s sp\u00e9cial,\u00a0des puces pour serveurs d’\u00e9tat int\u00e9grant une partie crytographique maison.<\/p>\n Cet \u00e9chec cuisant du ma\u00eetre des Snapdragon et de la 5G n\u2019a cependant pas refroidi les ardeurs d\u2019autres acteurs am\u00e9ricains. Le premier et le plus embl\u00e9matique est le g\u00e9ant Amazon. Champion du commerce en ligne, Amazon est aussi (et surtout) le num\u00e9ro 1 mondial du cloud, loin devant Microsoft Azure. Le genre de client qui ach\u00e8te tellement de processeurs qu\u2019Intel et AMD sont pr\u00eats \u00e0 lui d\u00e9velopper des r\u00e9f\u00e9rences (presque) sur mesures.<\/p>\n Des puces qui ne satisfont cependant pas le \u00ab monstre \u00bb, puisque Amazon a rachet\u00e9 une entreprise (l\u2019Isra\u00e9lien Annapurna Labs) pour d\u00e9velopper ses propres puces. Amazon n\u2019est pas le seul \u00e0 croire au destin de l\u2019architecture ARM dans les centres de donn\u00e9es puisqu\u2019un autre projet encore plus ambitieux arrive \u00e0 grands pas. Dans le cas d\u2019Amazon, comme dans celui d\u2019Ampere, il reste cependant \u00e0 voir si les performances des puces coupl\u00e9es aux environnements commerciaux et logiciels permettront enfin \u00e0 ARM de se faire une place dans les serveurs de Netflix, Microsoft et autres.<\/p>\n Une des pierres angulaires de ce \u00ab combat \u00bb entre x86\/x64 et ARM et qu\u2019il ne s\u2019agit pas vraiment de juger les qualit\u00e9s intrins\u00e8ques des architectures. Le x86\/x64 est certes initialement plus adapt\u00e9 aux processeurs puissants, mais les rempla\u00e7ants des Atom d\u2019Intel, les futures puces \u00ab Tremont \u00bb<\/a> afficheraient un TDP entre 0,5W et 2W. La vraie bataille est donc moins entre deux architectures, que celle opposant une ISA (architecture) contr\u00f4l\u00e9e par un duopole et une ISA plus ouverte, que n\u2019importe quelle entreprise peut adapter \u00e0 ses besoins moyennant une licence et de bons ing\u00e9nieurs. Qu\u2019il s\u2019agisse de concurrents directs ou indirects d\u2019Intel et AMD (Qualcomm, Marvell, Mediatek, Samsung, Huawei), de partenaires insatisfaits de certaines fonctionnalit\u00e9s\/propri\u00e9t\u00e9s de leurs puces (Amazon, Apple), de start-up\u00a0d\u00e9cid\u00e9es \u00e0 se faire une place dans le monde des semi-conducteurs (Ampere) ou bien d\u2019entreprises \u00ab nationales \u00bb charg\u00e9es d\u2019assurer l\u2019ind\u00e9pendance technologique de leur pays (Huawei), la seule option viable \u00e0 l\u2019heure actuelle est de s\u2019appuyer sur une architecture comme ARM. M\u00eame si dans ces deux domaines, c\u2019est bien le x86 qui a l\u2019avantage. Et de tr\u00e8s loin.<\/p>\n Outre le fait que le x86 soit une architecture tr\u00e8s mature et tr\u00e8s performante dans le \u00ab high power computing \u00bb (HPC) et que le r\u00e9veil d\u2019AMD a sorti Intel de sa routine pour acc\u00e9l\u00e9rer dans tous les segments, le x86 a une force intrins\u00e8que : son historique. De plus, il faut se m\u00e9fier des chiffres. Si les parts de march\u00e9 \u00ab processeur \u00bb d\u2019Intel sont menac\u00e9es, c’est que l\u2019entreprise est en position de quasi-monopole. Car du point de vue business pur \u2013 c\u2019est-\u00e0-dire de l\u2019argent qui rentre \u2013 le tableau n\u2019est absolument pas noir. Bien au contraire. Le march\u00e9 des puces pour serveurs profite en effet du boom des centres de donn\u00e9es et autres supercalculateurs. M\u00eame si les parts de march\u00e9 peuvent baisser (enfin, celles d\u2019Intel qui domine tout ou presque), la demande est telle que les volumes de vente et les chiffres d\u2019affaires progressent d’ann\u00e9e\u00a0en ann\u00e9e.<\/p>\n C\u00f4t\u00e9 AMD, ses CPU EPYC de derni\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration sont tellement puissants que l\u2019industrie les adopte en masse, qu\u2019il s\u2019agisse de centres de donn\u00e9es ou de supercalculateurs. Quant \u00e0 Intel qui r\u00e8gne en ma\u00eetre sur un march\u00e9 global (CPU, r\u00e9seau, etc.) de 300 milliards de dollars, le g\u00e9ant a investi dans de nombreuses autres briques du business, notamment dans les domaines de l\u2019IA (puces Nervana [lien en anglais]<\/a>, rachat d\u2019Hanaba<\/a>). Il ma\u00eetrise pour l’heure le march\u00e9 du super computing : 87 des 100 plus puissants supercalculateurs du monde fonctionnent avec des Intel Xeon (x86) – un seul est en AMD (x86), le reste en Sparc, Power ou Sugon. Et aucun n’est en ARM.<\/p>\n Au final, m\u00eame si l\u2019architecture ARM arrive \u00e0 se faire une place dans les domaines des PC et des serveurs, cela prendra beaucoup de temps pour r\u00e9ellement bousculer Intel et AMD dans leurs fiefs.<\/p>\n Ce qui n\u2019est pas tr\u00e8s grave pour l\u2019architecture ARM, puisqu’elle domine d\u00e9j\u00e0 le reste du monde.<\/p>\n<\/p><\/div>\nx86\/x64 et ARM : \u00e7a veut dire quoi ?<\/h3>\n
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Du c\u00f4t\u00e9 \u00ab puissance \u00bb de la force, on retrouve l\u2019architecture x86\/x64 utilis\u00e9e par Intel et AMD. Intel est l\u2019inventeur du x86 et a jadis confi\u00e9 une licence de production \u00e0 AMD… Qui a su transformer l\u2019essai et \u00eatre le premier \u00e0 proposer une puce 64 bits grand public bas\u00e9e sur cette architecture \u2013 d\u2019o\u00f9 la mention x86\/x64.
C\u2019est ce genre de processeur que l\u2019on retrouve dans les PC fixes comme portables ou encore dans les serveurs et autres supercalculateurs.<\/p>\n
Contrairement \u00e0 Intel et AMD, ARM ne produit pas ses propres puces, mais d\u00e9veloppe des architectures que d\u2019autres entreprises peuvent utiliser pour concevoir leurs propres processeurs.
Ainsi, si seuls AMD et Intel (ou presque) d\u00e9veloppent et commercialisent des puces x86, une horde de concepteurs et fabricants con\u00e7oivent, personnalisent, fabriquent ou font fabriquer des puces ARM.\u00a0\u00a0\u00a0<\/p>\nL\u2019Odyss\u00e9e d\u2019ARM : le co-processeur de la BBC qui a envahi le monde<\/h3>\n
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Sous l\u2019\u00e9gide d\u2019un programme d\u2019apprentissage de l\u2019informatique aux enfants britanniques, la \u00ab Beeb \u00bb a d\u00e9velopp\u00e9 le BBC Micro, un ordinateur simple et efficace qui s\u2019est \u00e9coul\u00e9 \u00e0 plus d\u2019un million et demi d\u2019exemplaires entre 1981 et 1984.<\/p>\n
En ce d\u00e9but d\u2019ann\u00e9e 2020, nul doute que le compteur a explos\u00e9 bien au-del\u00e0 de cette limite. Car des smartphones au Raspberry Pi<\/a>, des Nintendo Switch<\/a> en passant par la plate-forme automobile Nvidia Xavier<\/a>, des iPad \u00e0 la Freebox Delta, du Google Chromecast jusqu\u2019\u00e0 votre Thermomix TM5<\/a>, les objets qui fonctionnent avec des CPU (ou SoC) bas\u00e9s sur l\u2019architecture ARM sont tout autour de nous.<\/p>\nQualcomm s’attaque au PC, Apple en embuscade<\/h3>\n
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Et si les premiers mod\u00e8les bas\u00e9s sur le Snapdragon 835 se sont montr\u00e9s un peu faiblards<\/a> c\u00f4t\u00e9 puissance, les am\u00e9liorations apport\u00e9es par le Snapdragon 850<\/a> et bient\u00f4t le Snapdragon 8cx<\/a> font de la plate-forme un concurrent plus s\u00e9rieux pour le x86 dans le champ des ordinateurs personnels.<\/p>\n![\"\"\/](\"https:\/\/img.bfmtv.com\/c\/1256\/708\/dd1\/355b9a55cc9e3443eb6baf22b0b66.jpg\")
Il reste encore beaucoup de travail notamment dans l\u2019\u00e9criture de drivers, la prise en charge d\u2019applications x64 et la compilation d\u2019applications ARM64 natives. Mais les premiers prototypes de PC portables que nous avons pu prendre en main int\u00e9grant un Snapdragon 8cx<\/a> nous ont paru enfin \u00e9galer l\u2019offre x86 classique.<\/p>\nARM dans les serveurs : de l\u2019\u00e9chec de Qualcomm \u00e0 la r\u00e9ussite d\u2019Amazon ?<\/h3>\n
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Mais ici c’est bonnet blanc et blanc bonnet. Dans le monde des serveurs, le x86 est seul au commandes. ARM lui, se contente de miettes.\u00a0Marvell propose bien des puces pour serveurs appel\u00e9es \u00ab ThunderX2 \u00bb, mais leur adoption est anecdotique.<\/p>\n
\u00c9tant \u00e0 la fois le commanditaire et le concepteur, Amazon a d\u00e9j\u00e0 con\u00e7u et d\u00e9ploy\u00e9 sa premi\u00e8re g\u00e9n\u00e9ration de puces Graviton dans ses propres centres de donn\u00e9es. Avec un argument de poids pour ses clients : les instances des serveurs AWS EC2 \u2018\u20191\u2019\u2019 qui se louent \u00e0 l\u2019heure sont moins ch\u00e8res que celles propuls\u00e9es par des Intel Xeon.
Un premier essai transform\u00e9 pour Amazon, qui vient tout juste d\u2019annonce le d\u00e9ploiement prochain de sa seconde g\u00e9n\u00e9ration. Appel\u00e9 \u00ab Graviton2 \u00bb, ce nouveau processeur<\/a> est bas\u00e9 sur la sp\u00e9cification Neoverse N1 qu\u2019ARM a enti\u00e8rement pens\u00e9e pour les besoins des serveurs. Et avec ses 64 c\u0153urs \u00e0 2,5GHz, la puce serait tr\u00e8s comp\u00e9titive face aux processeurs x86.<\/p>\n![\"\"\/](\"https:\/\/img.bfmtv.com\/c\/630\/420\/3aa\/31f0f80f503ba16bdb61a9e43217a.jpg\")
Port\u00e9e par une ancienne pr\u00e9sidente d\u2019Intel, l\u2019Am\u00e9ricaine Renee J. James, Ampere va commercialiser cette ann\u00e9e une puce encore plus puissante, appel\u00e9e Altra.
Toujours bas\u00e9e sur des c\u0153urs Neoverse N1 d\u2019ARM, Altra embarquera cette fois pas moins de 80 c\u0153urs physiques<\/a> cadenc\u00e9s jusqu\u2019\u00e0 3,0 GHz. Une puce avec un taux de dissipation thermique de 210W. Bien loin des origines basse consommation des puces ARM classiques.<\/p>\nIntel et AMD, deux g\u00e9ants du x86 contre le reste du monde en ARM<\/h3>\n
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Quant aux puces ARM, si l\u2019architecture fut initialement d\u00e9velopp\u00e9e avec la plus faible empreinte \u00e9nerg\u00e9tique possible, les premi\u00e8res mesures de performance des puces Amazon Graviton2 font \u00e9tat d\u2019une puce de 100W qui tient t\u00eate \u00e0 des puces Xeon d\u2019Intel et EPYC d\u2019AMD.<\/p>\n
Car dans l\u2019univers des puces x86\/x64, seuls Intel et AMD disposent \u00e0 la fois d\u2019une licence commerciale et d\u2019une ligne de produits comp\u00e9titifs \u2013 le ta\u00efwanais VIA a bien une licence x86, mais son offre est quasi inexistante, car techniquement \u00e0 la ramasse.
Aucun nouvel entrant ne peut arriver et proposer son processeur x86 sans demander de licence \u00e0 Intel \u2013 qui ne semble pas disposer \u00e0 favoriser l’\u00e9mergence d’un nouvel AMD (on se demande bien pourquoi !).<\/p>\n
Car moyennant l\u2019acquittement d\u2019une licence, n\u2019importe qui peut se servir des plans d\u2019ARM pour poser les bases de puces \u00ab maison \u00bb taill\u00e9es pour des usages sp\u00e9cifiques. Tout en profitant d\u2019un pool<\/em> d\u2019ing\u00e9nieurs form\u00e9s important et de nombreux outils logiciels compatibles.<\/p>\nIntel et AMD ne sont pas morts (mais alors pas du tout)<\/h3>\n
![\"\"\/](\"https:\/\/img.bfmtv.com\/c\/1256\/708\/14a\/173220fdb612fc9b9f5eaf1cf7188.jpg\")
Les quatre derni\u00e8res d\u00e9cennies sont domin\u00e9es par le x86. L\u2019\u00e9crasante majorit\u00e9 des d\u00e9veloppeurs travaillent tous les jours sur une machine x86 (Windows, Mac ou GNU\/Linux) et d\u00e9veloppent majoritairement pour des plates-formes x86.
Du parc de machines install\u00e9es en passant par la litt\u00e9rature informatique, les formations, les ing\u00e9nieurs form\u00e9s, les outils logiciels, etc. le x86 est le ma\u00eetre dans les ordinateurs personnels et le monarque absolu dans les serveurs. Sans parler d\u2019un atout fondamental du x86 : la compatibilit\u00e9.
Bien souvent, les puces ARM customs<\/em> demandent une compilation aux petits oignons, quand les codes sortis de compilateurs g\u00e9n\u00e9riques x86 fonctionnent aussi bien sur un vieux CPU Intel que sur la derni\u00e8re puce d\u2019AMD.<\/p>\n