En 2020, Apple a pris une décision que l’ensemble du secteur a jugée audacieuse : abandonner les puces Intel — qui constituaient la base des Mac depuis quinze ans — pour fabriquer ses propres puces pour ses ordinateurs. Les précédentes transitions d’architecture de processeurs dans l’histoire du secteur ont toutes été risquées et se sont souvent soldées par des échecs. Pourtant, cette fois-ci, tout s’est déroulé presque sans accroc, et en l’espace d’une seule génération, Apple Silicon a redéfini les attentes en matière d’ordinateur portable : un appareil qui ne chauffe pas, qui est silencieux, dont la batterie tient toute la journée, tout en restant rapide. La question à se poser n’est pas « quelle est la puissance des puces d’Apple ? », mais « comment y sont-ils parvenus ? » — car la réponse recèle des enseignements pour quiconque conçoit des produits complexes.
Ce n'est pas une invention miracle, mais une intégration verticale
L’idée la plus courante, mais qui est erronée, est de penser qu’Apple a découvert un secret technique dont Intel ou AMD n’avaient pas connaissance. La réalité est tout autre : la plupart des concepts à la base d’Apple Silicon étaient déjà connus. Ce qu’Apple possède et que les fabricants de puces spécialisés n’ont pas, c’est le contrôle de l’ensemble de la chaîne technologique : les puces, le système d’exploitation, le compilateur, ainsi que les relations avec les fonderies. Lorsque l’on maîtrise ces quatre éléments, on peut optimiser les points de convergence qu’une entreprise ne traitant qu’un seul de ces aspects ne pourra jamais atteindre, car chacun optimise sa propre partie et personne n’est responsable de l’ensemble.
Mémoire unifiée : suppression de l'étape de copie
Dans un ordinateur classique, le processeur (CPU) dispose de sa propre mémoire vive (RAM), tandis que la carte graphique (GPU) dispose d’une mémoire vive qui lui est propre. Pour que le GPU puisse traiter les données préparées par le CPU, celles-ci doivent être copiées d’une zone de mémoire à l’autre via un canal de transmission — ce qui prend du temps et consomme de l’énergie ; de plus, pour les tâches combinant plusieurs types de calculs, cette opération de copie peut parfois représenter la majeure partie de l’effort.
Apple Silicon regroupe le tout dans un espace mémoire commun auquel le CPU, le GPU et le processeur neuronal accèdent directement. Plus de copies, plus d’attente. C’est une décision qui n’est possible que lorsque l’on conçoit à la fois la puce et la manière dont le logiciel l’utilise — un fabricant de puces vendant ses produits à différents clients ne peut pas imposer une telle architecture de mémoire. En lien avec l’article sur la mémoire virtuelle, il s’agit là d’un niveau d’optimisation supplémentaire d’une même ressource rare.
L'essieu de freinage offre un excellent rapport puissance/watt
Depuis des années, la course aux puces s'exprime en termes de performances de pointe — les chiffres les plus élevés obtenus en poussant les appareils à leur maximum. Apple s'impose sur un autre axe, et c'est justement ce choix qui s'avère judicieux : les performances par watt. Sur un ordinateur portable ou un téléphone, ce n’est pas la puissance maximale qui détermine l’expérience utilisateur, mais la quantité de travail effectuée par unité d’énergie — car la consommation d’énergie détermine la chaleur, la chaleur détermine le fonctionnement des ventilateurs, et ces trois facteurs déterminent l’autonomie de la batterie. Une puce atteignant le même niveau de performance avec une consommation d’énergie bien inférieure permet d’obtenir un appareil qui reste frais, silencieux et qui fonctionne toute la journée sans avoir besoin d’être rechargé. C’est ce que l’utilisateur ressent au quotidien, contrairement aux chiffres de pointe qui n’apparaissent que dans les tableaux de tests.
Le travail de génie logiciel qui se cache derrière le succès du matériel
Changer l'architecture du processeur signifie que tous les anciens logiciels, compilés pour les puces Intel, se retrouvent soudainement à fonctionner sur un type de puce qui ne comprend pas son langage machine. C'est précisément là que les transitions précédentes échouaient souvent : les utilisateurs effectuaient la mise à niveau, constataient que leurs applications habituelles ne fonctionnaient plus, et tournaient le dos à la nouvelle technologie. Apple a résolu ce problème grâce à un couche de traduction appelée Rosetta 2 : celle-ci convertit le code Intel en code Apple, en effectuant la majeure partie de la conversion dès l’installation et le reste à la volée pendant l’exécution, avec une fluidité telle que la plupart des utilisateurs ne se rendent même pas compte que leurs applications sont en train d’être traduites. Ce succès matériel que le monde entier admire repose en réalité sur une prouesse logicielle que presque personne ne voit — et c’est là une leçon à retenir : la réussite ou l’échec d’une grande transition dépend de la question de savoir si elle cause des désagréments aux anciens utilisateurs.
La réussite grâce à la chaîne d'approvisionnement
Il faut reconnaître honnêtement qu’une partie de ce succès ne tient pas aux compétences d’Apple en matière de conception : la société a accès à la chaîne de production de pointe de TSMC, dont elle est généralement le premier client pour chaque nouvelle génération de procédés. Une puce fabriquée selon un procédé plus avancé bénéficie d’avantages en termes de consommation électrique et de densité que même la conception la plus ingénieuse sur un procédé plus ancien peine à compenser. Une part non négligeable de l’avantage en termes de performances par watt provient de là — de la chaîne d’approvisionnement et d’une envergure financière suffisante pour réserver à l’avance toute la capacité de production — et non d’un circuit plus intelligent. Ignorer cet élément revient à mal comprendre la leçon à en tirer.
Une leçon pour les autres entreprises — mais aussi ses limites
La leçon principale est que l’intégration verticale l’emporte lorsque ce sont les points de convergence qui constituent le facteur d’optimisation le plus important. Lorsque la valeur réside à la jonction entre la puce et le système d’exploitation, entre le matériel et les logiciels, l’entreprise qui contrôle les deux extrémités prendra le dessus. Mais — et c’est là un aspect que les passionnés de l’histoire d’Apple ont tendance à oublier — l’intégration verticale a également un coût. Elle vous enferme dans un écosystème fermé, réduit considérablement la possibilité de combiner des composants provenant de différents fabricants, et nécessite une envergure colossale pour supporter les coûts liés à la fabrication en interne de toutes les couches. Cela n’en vaut la peine que si l’on est suffisamment grand pour financer la conception de ses propres puces et suffisamment concentré pour ne pas avoir à s’adapter à des centaines de configurations différentes. Pour la plupart des entreprises, suivre la voie d’Apple n’est pas une décision judicieuse, mais un véritable suicide — comme nous l’avons évoqué dans l’article sur le verrouillage des fournisseurs, le contrôle a toujours deux facettes.
Prévoir les prochaines étapes
Si l'argument selon lequel « l'intégration verticale l'emporte au point de convergence » est valable, il permet d'envisager plusieurs orientations de développement assez précises :
- Les grands groupes vont concevoir eux-mêmes des puces adaptées à leurs charges de travail. Cette tendance a déjà commencé et va s’accélérer : les fournisseurs de services cloud et les grands éditeurs de logiciels conçoivent leurs propres puces pour les serveurs et l’IA, non pas pour les vendre, mais pour optimiser précisément leurs charges de travail. L’avantage ne réside pas dans la vitesse supérieure des puces spécialisées, mais dans leur parfaite adéquation avec les logiciels qui y sont exécutés.
- La mémoire unifiée et l’architecture « fusionnant les types de calcul » vont s’étendre aux serveurs d’IA. C’est précisément le problème de la copie des données entre le CPU et l’accélérateur qui constitue actuellement le goulot d’étranglement de l’entraînement et de l’inférence des grands modèles — et la solution suivra la voie tracée par Apple sur les ordinateurs de bureau.
- La course s’est déplacée des performances de pointe vers les performances par watt à l’échelle de l’ensemble du secteur. Alors que la consommation d’énergie devient une véritable contrainte tant pour les centres de données que pour les appareils portables, l’axe choisi par Apple deviendra le principal axe sur lequel toutes les entreprises devront rivaliser — y compris celles qui, jusqu’à présent, ne faisaient que vanter leurs chiffres de pointe.
- Une architecture d’instructions ouverte viendra progressivement grignoter les parts de marché des intégrations verticales qui ne peuvent pas tout couvrir. Tout le monde n’est pas assez grand pour tout faire en interne comme Apple ; pour les autres, une architecture d’instructions ouverte, sans frais de licence, permettant à plusieurs parties de la personnaliser, constituera la voie la plus pragmatique — l’intégration verticale pour les géants, les normes ouvertes pour tous les autres.
Le point commun entre ces quatre prévisions : ce qu’Apple démontre, ce n’est pas qu’il faille « faire comme Apple », mais que la valeur se déplace — des composants individuels vers la manière dont ils sont assemblés. Celui qui contrôlera ces points d’assemblage, que ce soit par une intégration verticale ou par des normes ouvertes, sera celui qui définira la prochaine étape.
Thảo luận