La technologie « 3D » de TSMC pourrait trouver sa place dans les Apple M5

Pierre Dandumont |

Une rumeur indique qu'Apple pourrait passer sur la technologie System on Integrated Chip de TSMC pour ses futures puces M5. Et nous allons le voir, ce n'est pas un changement anodin, tant les quelques solutions qui en profitent actuellement permettent des gains intéressants.

Il ne s'agit ici que d'une rumeur issue d'Economic Daily, mais la technologie est intéressante pour Apple et dans la droite ligne des différentes optimisations apportées aux puces M au fil du temps. La technologie SoIC de TSMC permet de façon très schématique de créer des puces en 3D, empilées. Le but principal, dans la majorité des cas, est d'ajouter de la mémoire directement sur le système sur puce, en la plaçant au plus près des composants.

Un exemple de composants empilés, chez AMD.

AMD utilise la technologie depuis quelques années maintenant dans ses Ryzen 3D et dans certaines variantes des puces EPYC (ses processeurs pour les serveurs). Dans ce cas de figure, AMD ajoute de la mémoire cache de niveau 3, avec une capacité élevée (64 Mo). L'augmentation de la mémoire cache améliore très largement les performances dans les jeux (pour les Ryzen) ou dans beaucoup de tâches liées aux serveurs pour les EPYC. Dans d'autres puces, comme les récents MI300, c'est de la mémoire vive de type HBM qui est placée au-dessus des autres composants, pour offrir une bande passante très élevée à des puces pensées pour l'accélération des calculs liés aux IA.

Les rumeurs évoquées par nos confrères de MacRumors évoquent autant les futurs Mac que les puces dédiées aux serveurs — Apple utiliserait pour le moment des puces M2 Ultra — pour cette solution, et différentes voies existent. La première serait d'augmenter très largement la capacité du cache dit SLC (System Level Cache) des puces. Ce dernier niveau de mémoire cache se place entre la RAM et les autres composants du système sur puce (CPU et GPU), et augmenter sa capacité améliorerait très nettement les performances. Sans la solution d'empilement de TSMC, les possibilités sur ce point restent assez faibles : il est souvent plus intéressant de réserver les transistors à des fonctions supplémentaires plutôt qu'à une augmentation massive d'une mémoire cache.

Cette analyse d'une puce M3 Max montre bien deux choses : il y a peu de place pour augmenter la capacité de la mémoire SLC, et la connexion à la mémoire s'effectue sur les côtés.

L'autre solution serait d'intégrer la mémoire directement sur le système sur puce, pour (encore) augmenter la largeur du bus et donc les performances. Actuellement, Apple intègre un bus qui peut atteindre 512 bits (sur les puces M3 Max, le double sur les variantes Ultra) mais l'intégration n'est pas simple. En effet, en plaçant les puces de mémoire à côté des composants, Apple doit structurer ses puces pour placer les différentes interfaces… sur les côtés, justement. En passant sur des puces empilées, il deviendrait possible d'avoir un peu plus de flexibilité sur ce point, et même à intégrer un bus plus large.

Une analyse commentée des puces Apple M3

Une analyse commentée des puces Apple M3

Dans tous les cas, même si la puce M4 n'est pour le moment disponible que dans les iPad Pro, les rumeurs sur les futures puces M5 sont déjà bien là.

avatar gillesb14 | 

Je me pose une question.
Il y a un 20aine d’années j’avais eu besoin de faire du calcul de simulation et donc de beaucoup de puissance de calcul sur des volumes de données assez conséquents.
Nous avions alors acheté une carte Ramdisk de plusieurs Go qui a l’époque coutait une fortune mais avait permis de mettre l’os, la bdd et donc les données sur ce disque constitué de barrettes de RAM.
Si la mémoire est bonne on était à 32 go.

Les vitesses de démarrage du système et de calcul étaient ébouriffantes.

Ma question : Est-ce que cette coure a la puissance CPU n’est pas vaine car bridée par les disques de stockage qui sont des SSD?

avatar brunnno | 

@gillesb14

Il existe toujours la solution du disque virtuel installé dans la RAM me semble-t-il.

avatar Biking Dutch Man | 

@gillesb14

Oui RAMdisk c'était jouissif, sauf quand ça plantait et que tout était perdu. Je me rappelle de mon 2300c avec RAMdisk c'était une bombe et en démontant le disque dur l'autonomie était bien meilleure. Mais l'OS n'était pas très stable à l'époque!

avatar Scooby-Doo | 
avatar Mrleblanc101 | 

@gillesb14

Bah puisque les données actives sont chargées dans la RAM justement

avatar Scooby-Doo | 

@Mrleblanc101,

« Bah puisque les données actives sont chargées dans la RAM justement »

🤪

Vous avez une station de travail avec des To de RAM ?

😁

avatar Mrleblanc101 | 

@Scooby-Doo

Votre ordinateur ne traite pas des To de données... Un serveur oui, et un serveur peut facilement avoir 2To de RAM, et même d'autres types de mémoire cache

avatar Scooby-Doo | 

@Mrleblanc101,

« Votre ordinateur ne traite pas des To de données »

Ben sauf si c'est le cas !

Merci de m'apprendre que le futur M5 sera donc équipé de 2 To de RAM !

😁

avatar melaure | 

Les Macs surement pas mais les serveurs oui. Dans les infras SAP que je gère, on a pas mal d'instances avec 2 à 4 To de RAM pour HanaDB.

Et quand tu vois ce qu'Apple te demande pour 128 Go de RAM, imagine pour 2 To.

avatar maxou56 | 

@melaure
Le Mac Pro 2019 pouvait avoir jusqu’à 1.5To de RAM.
https://support.apple.com/fr-fr/102742

Et l’option 1.5To était à 30000€ chez Apple.
https://www.macg.co/mac/2019/12/mac-pro-2019-de-6-499-62-088-eu-toutes-les-configurations-et-toutes-les-options-110541

avatar Scooby-Doo | 

@maxou56,

« Le Mac Pro 2019 pouvait avoir jusqu’à 1.5To de RAM. »

👍

Oui mais c'était l'architecture Intel il me semble !

Avec le SoC M5, vous pensez qu'Apple pourra caser 2 To ?

Ce serait super et un bel exploit technique mais je n'y crois guère. Et j'oserais même pas regarder le prix vu le nombre d'ordinateurs vendus…

😁

Et la station de travail biprocesseur avec 2 To de RAM ECC chez Supermicro, c'est de l'ordre de 34000 € tout compris :

Supermicro SYS-751A-I 5U Full-Tower X13

👌

avatar koko256 | 

@gillesb14

Le course à la puissance CPU est arrêtée à environ 5GHz depuis plus de 10 ans

avatar Scooby-Doo | 

@koko256,

« Le course à la puissance CPU est arrêtée à environ 5GHz depuis plus de 10 ans »

🤪

Vous ne confondriez pas puissance de calculs et vitesse du processeur éventuellement ?

Même si c'est vaguement relié, on a largement augmenté la puissance sans augmenter la vitesse du processeur !

Augmentation de la mémoire cache, différents niveaux de cache, largeur des bus de communication, vitesse du PCIe, etc…

😁

avatar Moebius13 | 

@koko256

C’est faux, la plupart des CPU moyen et haut de gamme dépassent les 5Ghz et atteignent même les 6Hz en pointe(mode turbo chez Intel).

Justement la finesse de gravure permet aujourd’hui de repousser les limites de fréquences, qui, quoiqu’on en dise une bonne architecture ne fait pas tout sans une fréquence de fonctionnement suffisamment élevée pour l’exploiter pleinement.

avatar koko256 | 

@Moebius13

D'où le environ 🥱
Et le finesse ne repousse pas la fréquence.

avatar dujarrier | 

@gillesb14

C’est pour ça que je trouvais le concept de mémoire vive persistente / non-volatile très intéressant, tel Intel Optane Persistent Memory Module (PMM) avec une latence beaucoup plus faible que les SSD (de mémoire, je crois qque part entre 100ns et 1000ns), ou bien mieux encore la mémoire non-volatile MRAM, type la VG-SOT-MRAM (avec possiblement des latences inférieures à 10ns…).

Néanmoins, l’un des problèmes de la MRAM est le manque de maturité de la technologie, et donc en 2024, son coût trop important pour des applications grand-public pour des capacités en Go…

Mais en théorie, un RAMDISK fait avec de la MRAM, je pense que ça serait génial !!!!

avatar yod75 | 

@ gillesb14

Salut,
Le débat autour de l'écart de bande passante entre cpu et mémoire de masse était lancé depuis bien longtemps quand tu as eu recours à Ramdisc. Avant de pointer la lenteur des ssd, on pointait celle des HD, des disquettes...
En se replaçant dans le contexte : les gros ssd des macbook pro ou studio ont à peu près la même bande passante de la DDR2 de l'époque que tu sites en référence. D'une certaine mesure regretter leur lenteur peut se comprendre, mais on pourrait faire le même reproche à la RAM par rapport à la mémoire cache, et expliquer que la puissance du CPU est limitée par la RAM etc...
En perspective la bande passante des différents types de mémoire évolue de la même manière que celle du Cpu . Des fois plus vite, des fois moins vite. A moyen terme tout progresse.

En poussant ton raisonnement jusqu'à l'absurde, on pourrait considérer qu' il n'y a aucun progrès informatique depuis l'Apple II puisque la mémoire de masse freine tout. D'ailleurs aujourd'hui le maillon faible n'est pas le ssd mais le réseau.

Donc la réponse à ta question est : non, la course à la puissance des cpu n'est pas vaine

avatar ohmydog | 

Ça marche tellement bien chez AMD. J’ai un 7800x3D, c’est vraiment un bullldozer le truc

avatar Scooby-Doo | 

@ohmydog,

« Ça marche tellement bien chez AMD. J’ai un 7800x3D, c’est vraiment un bullldozer le truc »

😁

Joke inside ?

Vous êtes content de votre 7800x3D ?

Le prix semble super abordable :

https://www.amazon.fr/AMD-Ryzen-7800X3D-Technologie-Architecture/dp/B0BTZB7F88/ref=asc_df_B0BTZB7F88?tag=bingshoppin0f-21&linkCode=df0&hvadid=80539413009949&hvnetw=o&hvqmt=e&hvbmt=be&hvdev=m&hvlocint=&hvlocphy=&hvtargid=pla-4584138881238973&psc=1

👌

avatar Dimemas | 

où est la joke ?
c'est un super processeur... même l'un des meilleurs actuellement

avatar Scooby-Doo | 

@Dimemas,

« où est la joke ? »

Je fais référence à

« c’est vraiment un bulldozer »

Il me semble qu'il fait un jeu de mots avec :

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Bulldozer_%28microarchitecture%29

Et le bulldozer est bien connu pour refaire un terrain, déplacer des gravas, donc faire du boulot bien dur, mais pas d'être d'une grande vélocité !

J'ai toujours été équipé de processeurs AMD quand je le pouvais…

On peut comprendre son jeu de mots de deux manières différentes il me semble…

😁

avatar Moebius13 | 

Bon ben à la vitesse où ils sortent des Soc, je ne vais pas changer mon IPad Pro M1 de si tôt, j’attendrai qu’ils se calment avec le M6 ou M7, et surtout qu’ils aient mis en place toutes les fonctionnalités liées à leur IA pour ne pas me retrouver avec un « ah mince vous n’avez pas le bon soc pour cette fonctionnalité c’est con hein ? »

avatar Scooby-Doo | 

@Moebius13,

« Bon ben à la vitesse où ils sortent des Soc, je ne vais pas changer mon IPad Pro M1 de si tôt »

👍

Ben d'un autre côté, si vous êtes satisfait de votre bel iPad et que vous pouvez faire tout ce que vous désirez avec, pourquoi changer ?

« j’attendrai qu’ils se calment avec le M6 ou M7, et surtout qu’ils aient mis en place toutes les fonctionnalités liées à leur IA pour ne pas me retrouver avec un « ah mince vous n’avez pas le bon soc pour cette fonctionnalité c’est con hein ? »

👍

Le risque est élevé que certaines fonctions intensives en IA nécessitent le dernier SoC et surtout suffisamment de mémoire.

Donc attendre la configuration minimale compatible est une bonne décision surtout que cela risque d'évoluer avec l'ajout de fonctionnalités il me semble !

👌

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