Tout savoir sur les SoC Snapdragon, MediaTek et Apple Bionic de vos smartphones

Un SoC ou System on Chip est le composant central de chaque smartphone moderne, bien qu'il s'agisse d'un amalgame de nombreuses technologies. Le but de cet article est de vous donner une idée de base de ce que fait un SoC de smartphone moderne et de l'état actuel du marché des "processeurs mobiles."

L'objectif final est de vous aider, vous, le consommateur, à utiliser ces informations (ainsi que d'autres) pour vous aider à choisir votre prochain smartphone. L'objectif ici n'est pas de creuser en profondeur le fonctionnement d'un SoC de smartphone ou d'assouvir la curiosité d'un technophile déjà bien informé.

• Lisez aussi notre sélection des meilleurs processeurs (SoC) pour smartphone en 2024

Notre objectif est plutôt de vous donner à vous, l'acheteur moyen de smartphones, le maximum d'informations pour vous aider à choisir le smartphone qui convient le mieux à votre utilisation. Au risque de paraître répétitif, l'idée est de vous aider à en savoir juste assez pour que vous fassiez un achat éclairé.

Cet article central renverra à plusieurs autres articles individuels sur les SoC des smartphones où nous comparerons entre eux, les présenterons et discuterons de modèles spécifiques en détail.

Sommaire:

• Les processeurs, les SoC et les chipsets sont-ils la même chose?
• Qu'est-ce qu'un SoC?
• Qu'est-ce que l'architecture ARM?
• Quels sont les composants d'un SoC?
  • Ce que vous devez savoir
• Qui fabrique les SoC des smartphones?
  • Apple
  • Qualcomm
  • MediaTek
  • Samsung
  • HiSilicon
  • Unisoc

Les processeurs, SoC et chipsets sont-ils la même chose?

Les amateurs expérimentés de smartphones se moquent généralement du mot "processeur" et vous diront qu'un SoC (abréviation de System on a Chip) ou un "chipset" est un terme plus approprié. En fin de compte, tout ce que vous devez savoir, c'est que le "processeur", le "SoC" et le "chipset" d'un smartphone (dans la plupart des cas) font référence à la même entité, même si la terminologie n'est pas tout à fait exacte.

Le terme "processeur" était généralement utilisé pour désigner l'unité centrale de traitement utilisée sur les ordinateurs de bureau. Les SoC modernes disposent également d'une unité centrale de traitement/processeur, mais ce n'est qu'un des nombreux composants qui constituent un SoC.

La réponse que vous cherchez est donc la suivante: Bien qu'un SoC et un processeur ne soient pas les mêmes choses concrètement, au fil du temps, il est devenu acceptable d'appeler un SoC, processeur ou chipset. Je sais que cela peut être une source de confusion frustrante.

Si ce n'est pas la même chose qu'un processeur, alors qu'est-ce vraiment un SoC ?

La réponse la plus courante que vous avez peut-être entendue assimile souvent le SoC au cerveau humain. Je ne suis pas d'accord. Une façon plus précise de comprendre ce qu'est un SoC est d'y penser non pas comme le cerveau, mais comme le crâne.

Oui, vous avez bien lu. Je sais que cet exemple est étrange, mais il est tout simplement plus simple de visualiser votre tête comme le SoC et votre cerveau (qui est situé dans la tête) comme le processeur. Tout comme votre tête intègre de nombreuses autres parties, le SoC contient lui aussi divers composants, dont beaucoup contribuent à décharger le processeur et à le rendre plus efficace.

Jetez un coup d'œil au diagramme ci-dessous pour visualiser tous les composants qui composent un SoC moderne.

Vous pouvez également considérer le SoC comme la partie la plus critique d'un smartphone moderne. Il fonctionne effectivement comme une seule unité et est responsable de la gestion de presque toutes les tâches que vous demandez à votre smartphone.

Qu'il s'agisse de quelque chose de relativement banal, comme passer et recevoir des appels, ou de quelque chose d'intrinsèquement plus complexe, comme utiliser l'appareil photo pour prendre des photos et des vidéos, puis éditer et rendre le produit final à l'aide d'une application d'édition.

Qu'est-ce que l'architecture ARM?

L'architecture ARM est un autre nom que vous avez peut-être déjà entendu en parlant des systèmes de contrôle de la performance des smartphones. Ce que vous devez savoir, c'est qu'ARM est une société britannique qui possède l'architecture du processeur, le jeu d'instructions et la conception du cœur qui est utilisé dans la majorité des smartphones, des smartwatches et de quelques autres appareils électroniques.

Quelle que soit la marque de smartphone que vous achetez, et quel que soit le SoC qu'il utilise, il est évident qu'il est basé sur l'architecture ARM.

Vous entendrez beaucoup parler d'ARM lorsque vous lirez des articles sur le lancement de smartphones, en particulier lorsque vous arriverez à la partie où les spécifications du SoC sont mentionnées. Par exemple, ces articles mettent en évidence le type de cœurs ARM Cortex utilisé par un SoC spécifique.

Info bonus: Il est également intéressant de savoir que les principaux fabricants de SoC comme Apple, Qualcomm, MediaTek, Huawei et Unisoc ne fabriquent pas réellement de SoC dans leurs propres usines. Ils sous-traitent plutôt cette tâche à des entreprises spécialisées dans la fabrication de semi-conducteurs, comme TSMC, Samsung Foundry Globalfoundries et SMIC.

Samsung est le seul fabricant de SoC pour smartphones de la liste ci-dessus qui a la capacité de concevoir ses propres SoC basés sur ARM et de les fabriquer en interne.

Quels sont les composants d'un SoC?

Un SoC de smartphone moderne typique intègre généralement les composants suivants.

Une unité centrale de traitement (CPU)

Le composant le plus important d'un smartphone moderne, l'unité centrale, est le cerveau de votre smartphone. Le CPU d'un smartphone possède généralement plusieurs cœurs et ses performances sont mesurées en GigaHertz (GHz).

Lorsque nous, les journalistes techs, parlons des performances des smartphones, nous utilisons souvent des termes comme "Cortex-X4" ou "Cortex-A520". Il s'agit du nom du cœur du processeur qui se trouve dans le SoC. Nous en apprendrons davantage sur les cœurs et les processeurs des smartphones dans un autre article.

Une unité de traitement graphique (GPU)

Si le CPU peut gérer plusieurs tâches, il n'est pas spécifiquement conçu pour gérer les graphiques. Comme la plupart des smartphones d'aujourd'hui doivent traiter des jeux (et des contenus vidéo) très exigeants, cette tâche est prise en charge par un GPU dédié.

Vous entendrez souvent parler des GPU dans les tests des smartphones. Les SoC de Qualcomm utilisent généralement leurs propres GPU Adreno, tandis que les autres fabricants de SoC s'appuient sur les GPU ARM Mali (Google, MediaTek), AMD Radeon (Samsung) ou PowerVR (une évolution de ces derniers est utilisée sur les iPhone).

Une unité de traitement d'image (ISP)

Les smartphones modernes disposent généralement d'une unité de traitement d'image distincte. Celle-ci leur permet essentiellement de "convertir" les données d'un capteur d'images en une photo utilisable que vous pouvez ensuite modifier et partager avec vos amis et vos proches.

Dans le passé, le processeur se chargeait également de cette tâche. Mais les fabricants ont vite compris qu'il était toujours préférable de confier ces tâches à une unité de traitement d'image distincte. Les noms que vous rencontrerez concernant les ISP sont "Spectra" de Qualcomm et "Imagiq" de MediaTek.

Les ISP modernes peuvent traiter des données provenant de plusieurs caméras, appliquer des effets, améliorer la qualité de l'image (c'est en partie la raison pour laquelle les selfies des smartphones sont meilleurs que les webcams des PC portables Windows) et même reconnaître des éléments de la scène (par exemple pour que le GPU applique une image d'arrière-plan remplaçant votre salle de séjour).

Des modems intégrés

Les smartphones modernes sont des appareils de communication, et ld modem est le composant le plus essentiel qui permet cette fonction de base. Un modem est utilisé pour convertir les signaux sans fil en données que votre smartphone peut comprendre.

Les modems des smartphones d'aujourd'hui intègrent la 5G, la 4G, la 3G, le Wi-Fi et les capacités en une seule unité. Et si une majorité de SoC de smartphones disposent aujourd'hui d'un modem intégré, il existe quelques exceptions.

Parmi les exemples récents, citons le Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 et l'Apple A17, qui utilisent tous deux un modem Qualcomm, un Snapdragon X77 interne et un X70 externe, respectivement. Par "externe", nous entendons que l'unité modem ne fait pas partie du SoC. Un autre exemple est celui des puces Google Tensor, qui utilisent un modem Samsung (un cœur interne sur la puce Tensor originale, puis un cœur intégré sur les puces G2 et G3)

Toutes les marques de SoC ne sont pas enclines à nommer leurs modems. Qualcomm est une exception notable et la société désigne généralement ses modems par la lettre X, suivie d'un chiffre. Le tout dernier modem 5G de l'entreprise, par exemple, est le Qualcomm Snapdragon X80.

MediaTek, HiSilicon et Samsung n'ont pas l'habitude de mentionner les "noms de marque" des modems sur leurs fiches techniques et se sont généralement abstenus de les nommer.

Récemment, cependant, MediaTek a fait parler d'elle en annonçant son premier modem 5G compatible avec les ondes millimétriques et en le désignant comme le modem MediaTek M80 5G. Les modems HiSilicon portent le nom de marque "Balong". Cependant, vous verrez rarement ce nom, même sur les sites officiels.

Autres composants

Si ces quatre composants sont essentiels, le SoC moderne intègre également d'autres éléments. Par exemple, les processeurs de signaux numériques (DSP) sont généralement utilisés pour gérer des tâches telles que l'analyse des données des capteurs embarqués et parfois même pour aider à la lecture de la musique.

L'intelligence artificielle et le machine learning étant présentés comme la prochaine grande nouveauté, il n'est pas rare que les SoC des smartphones intègrent une unité de traitement neuronal (NPU) dédiée, conçue sur mesure pour gérer ces tâches.

Les NPU sont utilisées depuis de nombreuses années dans les SoC pour smartphones, pour des tâches telles que l'amélioration des images, le traitement de la voix, la reconnaissance faciale, etc. La tendance actuelle de l'IA générative et des grands modèles de langage (LLM) place les concepteurs de puces dans une course pour offrir plus de TOPS (opérations tensorielles par seconde) que leurs rivaux.

Qui fabrique les SoC pour smartphones?

Les principaux acteurs du segment des SoC pour smartphones sont les entreprises suivantes:

• Apple
• Qualcomm
• MediaTek
• Samsung
• HiSilicon
• Unisoc

Voici un bref aperçu des produits de chacune de ces marques de SoC.

Apple

Étant donné qu'Apple n'a pas besoin de SoC différents pour plusieurs appareils, il ne sort généralement qu'un seul SoC pour smartphone chaque année. Jusqu'en 2010, Apple s'appuyait sur les SoC de Samsung pour les iPhone et iPad. Depuis lors, cependant, la société a développé ses propres SoC basés sur ARM. Le premier SoC conçu par Apple était l'Apple A4, qui a fait ses débuts en 2010.

Depuis lors, ce que l'on appelle l'Apple Silicon s'est étendu à d'autres marchés, notamment les smartwatches, les ordinateurs personnels et les écouteurs, avec les gammes de SoC Apple S, M et H, respectivement, en plus d'autres types de contrôleurs et de puces pour ses autres appareils.

Qualcomm

Snapdragon est l'un des leaders dans le domaine des SoC Android, surtout connu pour sa série de SoC Snapdragon qui couvre toute la gamme du marché des smartphones. Les puces de l'entreprise ont non seulement équipé le tout premier smartphone Android, le HTC Dream/T-Mobile G1, mais aussi les smartphones Windows Mobile et BlackBerry antérieurs.

Les processeurs mobiles Snapdragon sont divisés en gammes 8, 7, 6, 4 et 2, allant du segment haut de gamme des flagships Android aux téléphones KaiOS bas de gamme, en passant par les modèles plus basiques. Qualcomm a segmenté sa marque encore davantage, en ajoutant un suffixe "s" ou "+" pour indiquer une puce de niveau inférieur ou supérieur au sein d'une même série, respectivement.

Outre les smartphones, la famille Snapdragon couvre également d'autres gadgets, avec la série Snapdragon X sur le marché des PC, la série Snapdragon W/Wear pour les wearables, XR et AR pour les appareils de réalité virtuelle/mixte/augmentée, et quelques autres.

MediaTek

Connue à l'origine pour ses SoC abordables qui étaient généralement utilisés sur des smartphones moins chers, MediaTek est une société taïwanaise qui conçoit des SoC pour smartphones. Ces derniers temps, cependant, elle a réussi à menacer la domination de Qualcomm sur ce segment grâce à ses produits d'entrée et de milieu de gamme compétitifs.

Les SoC MediaTek pour smartphones sont actuellement connus sous le nom de Dimensity ou Helio. La gamme 4G Helio est peu à peu remplacée par des alternatives 5G Dimensity, de sorte qu'elle ne bénéficie pas de nouvelles offres.

Les puces Dimensity couvrent également toute la gamme du marché des smartphones, avec des options d'entrée de gamme dans la série 6000, jusqu'à la série haut de gamme 9000. Jusqu'en 2021, la famille était segmentée entre les séries 700 et 1000, et pendant la transition entre les deux systèmes de dénomination, quelques puces ont été rebaptisées, ce qui a rendu la situation encore plus confuse.

Samsung

Exynos est le nom de marque des SoC internes de Samsung. Le conglomérat sud-coréen ne se contente pas de concevoir ses puces, il les produit également avec sa filiale Samsung Foundry (qui fabrique également pour Google et Qualcomm).

Dans le passé, l'entreprise a également conçu ses propres cœurs de CPU Hummingbird/Mongoose/Exynos, mais un manque de compétitivité et d'efficacité les a fait remplacer par des cœurs Cortex standard.

Les efforts de Samsung en matière de SoC sont également antérieurs à Android, ses puces équipant les premières générations d'iPhone et les smartphones antérieurs. La famille Exynos actuelle remonte aux premiers smartphones Galaxy S, avec les modèles phares de la série 2000 et la série 1000 couvrant le marché du milieu de gamme.

La famille Google Tensor est apparentée à la gamme Exynos, au point de porter des noms de code Samsung. Mais elle mélange des SoC ARM Cortex standard, des GPU ARM Mali et des modems Samsung avec des cœurs Google personnalisés, notamment le NPU Tensor.

SoC HiSilicon (Huawei)

Le géant chinois Huawei conçoit également ses propres SoC sous la marque HiSilicon Kirin de sa filiale. Au cours de son ascension rapide vers le sommet du marché de la téléphonie, l'entreprise a toutefois été l'une des principales cibles des sanctions commerciales imposées par les États-Unis en 2020, qui ont affecté sa capacité à fabriquer ses puces Kirin avec son partenaire de longue date, TSMC, à Taïwan.

Alors que le Kirin 9000 de 2020 était très compétitif par rapport aux autres SoC haut de gamme Android, Huawei/HiSilicon s'est vu interdire de s'approvisionner en puces auprès de TSMC et n'a pu revenir qu'en 2023 avec la puce Kirin 9000s, fabriquée par la société SMIC de Shanghai.

Comme son nom l'indique, le Kirin 9000s est à peu près au même niveau que son aîné en termes de performances, mais il utilise un procédé chinois moins avancé de gravure en 7 nm. La gravure 14 nm plus ancienne de SMIC est également utilisée pour les puces Kirin 710 d'entrée de gamme.

SoC Unisoc (anciennement Spreadtrum)

Unisoc est une autre marque de SoC pour smartphones. Bien qu'elle ne soit pas aussi célèbre que Qualcomm, MediaTek, Samsung ou Huawei, Unisoc dispose d'un ensemble complet de SoC pour smartphones. Ils sont principalement utilisés par les fabricants qui se concentrent sur la production d'appareils destinés au bas de l'échelle des prix.

Malgré les promesses d'alternatives puissantes dans ses familles de SoC Tiger et Tanggula depuis au moins 2020, les offres les plus récentes de l'entreprise (à partir de 2024) s'appuient sur le cœur de CPU Cortex-A76 de 2018.

Ce qui est peut-être révélateur, c'est que les puces 4G d'Unisoc peuvent être trouvées sur des modèles récents de Samsung, Motorola, Realme, Nokia et d'autres marques populaires pour le marché des smartphones bas de gamme. Les puces 5G de l'entreprise sont pratiquement exclusives aux téléphones Hisense et ZTE/Nubia.

Maintenant que vous avez une connaissance de base de ce qu'est un SoC de smartphone et des sociétés qui opèrent dans cet espace, vous pouvez utiliser ces informations pour mieux comprendre les spécifications matérielles de votre smartphone.

Quel est le SoC qui équipe votre smartphone actuel?