Questions autour de la présence d'ARM dans l'iPad

Il s'agit d'une des énigmes les plus croustillantes de ces dernières années dans le domaine des nouvelles technologies. Le silence d'Apple sur l'architecture utilisée pour concevoir son processeur A4 émoustille la petite planète des experts en microélectronique et en code logiciel. Qu'a donc logé la firme au cœur de sa "tablette magique" ? Et s'il ne s'agit pas d'un ARM Cortex A8, de quoi s'agit-il ? Surtout, qu'est-ce qui motive son choix technologique ?

Depuis sa présentation en janvier, on a entendu tout et son contraire sur le processeur qui motorise l'iPad. ARM Cortex A9 pour les uns, ARM Cortex A8 pour d'autres, processeur optimisé par des ingénieurs maison pour certains, implication de la start-up Intrinsity (rachetée par Apple) pour leurs contradicteurs… Décidément, le petit bout de silicium issu des fonderies de Samsung, mais conçu dans les laboratoires de l'Infinite Loop participe du mystère qui entoure le succès de l'iPad.


Le 10 mai dernier, la messe semblait enfin avoir été dite : après un passage aux rayons X réalisé par iFixit et Chipworks, UBM TechInsight faisait passer à l'A4 une batterie de tests logiciels ainsi que de benchmarks qui validaient la théorie d'une utilisation du Cortex A8.

L'énigme semblait résolue. Il s'agissait d'un modèle mono-core tournant à 1 GHz sur une architecture de jeu d'instructions ARMv7. Soit la plate-forme de référence qui sert actuellement de base à la conception des processeurs ARM et sur laquelle tourne iPhone OS. Apple l'utilise volontiers depuis des années (ARM faisait déjà tourner le Newton). On retrouve d'ailleurs des membres de cette famille de processeurs dans 80% des téléphones portables de la planète, dans les bornes AirPort Extreme, dans les consoles de jeux portables, ou encore dans l'iPod touch.

Dans l'A4, ce morceau de silicium aurait été couplé à un processeur graphique PowerVR SGX d'Imagination Technology, un partenaire habituel d'Apple. La Pomme a même pris en décembre 2008, une petite participation de 3,6% dans le capital de cette société anglaise (lire Apple investit dans les puces 3D pour mobiles).

La théorie ARM fait long feu

Plusieurs grains de sable viennent bousculer cette belle théorie. Le premier concerne la pertinence de l'analyse réalisée pour certifier la présence d'un Cortex dans le cerveau de l'iPad. Les remarques les plus intéressantes proviennent de Mark Hibben, un électronicien ayant travaillé dans le domaine de l'aérospatial sur des technologies de radar, de laser, de télédétection et sur les microprocesseurs utilisés pour les piloter. Selon lui, l'examen attentif du substrat de l'A4 et son analyse subséquente permettent d'écarter la piste du Cortex A8. Il fonde son assertion sur la comparaison retenue tant par Chipworks que par UBM TechInsight : les deux laboratoires se sont basés sur le Cortex A8 de l'iPhone 3GS conçu par Samsung pour comparer les deux design.

Chipworks a ainsi confirmé que le processeur A4 d'Apple avait utilisé une technologie de gravure à 45 nm et que sa surface était de 53,3 mm2. Grâce à l'espace gagné, Apple est parvenue à ajouter près de 50 millions de transistors de plus que sur la puce de l'iPhone 3GS. De quoi ajouter un second cœur et la mémoire cache qui va avec. On sait désormais qu'il n'en est rien : l'A4 ne possède qu'un seul cœur. D'ailleurs, l'iPad ne dégage pas plus de puissance qu'un vulgaire Cortex A8 boosté à 1 GHz. À quoi peuvent donc servir ces 40% de composants électroniques embarqués en plus sur l'A4 s'ils ne permettent pas d'obtenir plus de vigueur ?


La question mérite d'être posée, d'autant plus si l'on compare l'A4 à un processeur de Texas Instrument aux fonctions comparables. Le TI OMAP 3530, un SoC (System on Chip) constitué des principaux composants électroniques qu'on devrait trouver dans l'A4 réunit un cœur processeur, la même puce graphique, de la mémoire et une puce de traitement du signal. Gravé à 65 nm, il est sorti début 2008 au moment où Apple a probablement commencé à travailler sur la puce de l'iPad. En réalisant une mise à l'échelle du processeur de Texas Instrument avec l'A4, Mark Hibben a découvert que la surface nécessaire pour contenir le Cortex A8 était moitié moindre de celle du processeur d'Apple. Pire : la zone où le cœur du Cortex A8 est supposé avoir été implanté s'avère près de deux fois plus grande. La conclusion de Mark Hibben ne se fait pas attendre : considérant les très grandes différences entre le processeur de TI et l'A4, ce dernier n'est sans doute pas constitué autour du ARM Cortex A8.

Des incohérences côté logiciel

Le second grain de sable qui invalide la présence de ARM dans l'A4 (et qui écarte également le Cortex A9) concerne les résultats logiciels obtenus : Craig Hockenberry d'Iconfactory, le créateur du client Twitter "Twitterific", remarque un certain nombre de bizarreries. En moyenne, indique-t-il sur son blog, l'iPad exécute les applications deux fois plus vite que l'iPod 3GS. Pour le déduire, il a mesuré la vitesse de traitement de la même application test, Pantstest.