C'est une petite surprise, Jim Keller, ingénieur connu pour les plus gros succès d'AMD (Athlon, Athlon 64 et Zen) rejoint aujourd'hui Intel d'après nos confrères de Fortune .

Connu pour son rôle dans le design des DEC Alpha, il a également dirigé les équipes qui ont conçu les K7 (Athlon) et K8 (Athlon 64) pour AMD, avant de se retrouver suite à un rachat (de P.A. Semi) en charge de la future architecture ARM custom d'Apple. Il est retourné en 2012 chez AMD ou il s'est occupé de l'architecture de Zen.

Depuis, il avait tenu plusieurs postes, dont un passage éclair chez Samsung. Depuis deux ans, il avait rejoint Tesla en tant que Vice Président en charge du hardware custom embarqué. Suite au départ de Chris Lattner (ex-Apple), il avait également récupéré la direction d'Autopilot.

Intel n'a pas encore communiqué officiellement sur son rôle, le communiqué de Tesla indiquant simplement que "la passion principale de Jim était l'ingénierie de micoprocesseurs et qu'il rejoint une société ou il pourra de nouveau s'y consacrer exclusivement".

Entre Apple et Qualcomm, le torchon brûle. Le géant américain réclame un milliard de dollars à son fournisseur, auquel il reproche des composants facturés à des tarifs trop élevés, et le non-respect d'une remise que Qualcomm avait pourtant consentie à Apple.

Pour expliquer le pourquoi de ces plaintes, il convient de s'attarder sur les soucis d'ordre judiciaire auxquels Qualcomm est actuellement confronté. Début 2015, la Chine a infligé une amende de près de 975 millions de dollars à la marque, sans que celle-ci n'y trouve à redire. Fin décembre dernier, c'est au tour de la Korea Fair Trade Commission (Corée du Sud) de pénaliser Qualcomm, à hauteur de 850 millions de dollars. Et le 17 janvier dernier, la Federal Trade Commission (FTC) américaine a, elle aussi, attaqué la firme. A chaque fois, ce sont les mêmes arguments qui sont avancés : Qualcomm exercerait des pratiques anticoncurrentielles.

Ce qui est reproché au fournisseur, c'est un abus de position dominante généré par des contrats imposés aux fabricants de smartphones et liant l'utilisation de licences et d'approvisionnement de puces.

D'après ces différentes enquêtes, Qualcomm aurait abusivement utilisé son portefeuille de brevets comme levier commercial. La marque dispose en effet de brevets essentiels pour l'utilisation des réseaux mobiles dans les smartphones, et même une entreprise de renom comme Apple a été contrainte de négocier.

C'est ainsi que, de 2011 à 2016, le géant de Cupertino a accordé une exclusivité à Qualcomm quant à la fourniture de puces modem. En échange, ce dernier avait consenti une ristourne sur les tarifs d'utilisation des brevets.

Cette réduction, Qualcomm ne l'a jamais appliquée, la firme reprochant à Apple d'avoir participé à l'enquête menée par la Korea Fair Trade Commission en Corée du Sud.

Quoi qu'il en soit, cette exclusivité a empêché toute concurrence de s'exercer sur les appareils de la firme à la pomme.

La Commission Européenne travaille sur un dossier similaire, puisqu'elle reproche à Qualcomm d'avoir tenté d'évincer Icera du marché (entre 2009 et 2011) en vendant à perte ses puces, et en versant illégalement des sommes pour s'assurer l'exclusivité auprès d'un constructeur dont le nom n'a pas été dévoilé. Le Japon et Taïwan ont également ouvert des enquêtes concernant les pratiques de Qualcomm.

Abus de position dominante

En s'assurant de réduire ainsi à peau de chagrin la concurrence (Freescale, NXP, Infineon, Texas Instruments, Renesas Electronics ou STMicroelectronics en ont fait les frais, Nvidia -qui avait racheté Icera-, Broadcom ou Marvell ne sont jamais parvenus à percer), Qualcomm aurait alors été en mesure de renverser la machine avec de nouveaux accords. Puisqu'il devenait le premier fournisseur du marché (66% de parts de marché en 2014, 59% en 2015, largement devant Mediatek), il pouvait n'accepter de fournir ses puces qu'à la condition que les constructeurs acceptent de payer le prix fort pour l'utilisation de ses licences.

Enfin, cette position dominante permettait à Qualcomm de vendre ses puces à un tarif supérieur à celui du marché. Ce sont ces tarifs qu'Apple met également en avant dans sa plainte.

Qualcomm se défend trop tard ?

De son côté, Qualcomm a décidé de faire appel quant à la décision du régulateur coréen et dit vouloir contester "avec vigueur" l'accusation de la FTC américaine, dont elle estime qu'elle est « erroné, ne repose sur aucune base économique et s'appuie sur une mauvaise compréhension de l'industrie mobile. »

Mais les relations entre le fournisseur et les fabricants de smartphones semblent s'être considérablement détériorées depuis le début de ces enquêtes, et la réaction d'Apple n'est que le symbole d'un mouvement d'émancipation de plusieurs constructeurs vis à vis de Qualcomm.

MediaTek, bien sûr, mais aussi Intel sont ainsi en train de récupérer certains des marchés auparavant réservés à Qualcomm, tandis que Samsung a commencé à produire ses propres puces pour équiper ses smartphones. Et les chinois Spreadtrum, HiSilicon et Leadcore arrivent sur le marché pleins d'ambition. Résultat : à la fin du premier semestre 2016, Qualcomm devait "se contenter" de 50% du marché des modems cellulaires. Un chiffre qui pourrait encore baisser à l'avenir.

Il y a quelques jours de cela, le site Digitimes avait fait circuler une rumeur par laquelle TSMC et Samsung disposeraient de yields trop bas pour leur production 10nm. De quoi lancer multiples spéculations sur des retards de production.

Pour rappel, TSMC et Samsung ont annoncé avoir commencé la production en volume (des puces qui se retrouveront donc dans des produits commerciaux) de leurs nouveaux process 10nm au quatrième trimestre.

Pour tenter de couper l'herbe sous le pied des rumeurs, TSMC a confirmé une fois de plus au Taipei Times  que non seulement la production avait bien commencé au quatrième trimestre, mais que le 10nm générerait des revenus pour TSMC dès le mois prochain - ce qui signifie en pratique que TSMC aura livré des puces à ses clients.

Sur la question des clients, Digitimes avait spéculé qu'en plus d'Apple (client traditionnel en début de disponibilité de node pour TSMC), MediaTek et HiSilicon seraient parmi les premiers clients 10nm de TSMC. Des informations plutôt surprenantes pour les deux sociétés qui produisent (en grand volume) des SoC ARM à prix réduit, utilisant les blocs d'IP génériques (les "Cortex-A") dessinés par ARM.

Qualcomm, l'autre client habituel des débuts de nodes chez TSMC aurait cette fois ci misé sur Samsung pour le 10nm. Samsung n'a pas réagit aux rumeurs lancées par Digitimes. On notera cependant qu'il y a quelques semaines de cela, Samsung avait évoqué l'idée de mieux séparer ses activités. En effet, la marque coréenne entre assez régulièrement en conflit d'intérêts avec les éventuels clients de son activité "fabrication". Une situation que l'on a vue à de nombreuses reprises avec Apple par exemple.

Une restructuration qui séparerait les équipes de design de puces utilisées par Samsung (LSI et SoC) de l'activité "fab" serait donc envisagée selon nos confrères de Business Korea . Une séparation qui servirait surtout à rassurer d'éventuels clients car en pratique Samsung ne compte pas se séparer de son activité "fab".

Samsung vient d'indiquer par un communiqué de presse qu'il proposera une quatrième version de son process 14nm. Baptisée 14PLU, elle fait suite au 14LPE (Low Power Early, la première version dispo lorsque les yields étaient faibles), 14LPP (Low Power Plus, version un peu plus optimisée lorsque les yields étaient stabilisés), 14LPC (possiblement Low Power Compact, la version réduit les couts et fait écho au 16FFC de TSMC, tout en ajoutant la possibilité de pouvoir fabriquer des radios, indispensable pour la fabrication de modems par exemple).

Comme souvent, ces "variantes" de process sont des itérations autour d'une même technologie. Elles sont l'occasion d'annoncer des gains obtenus par l'optimisation de l'exploitation des process. Dans le cas de la version U, Samsung annonce des performances "plus élevées" à consommation égale, avec des règles de design identiques à son process 14LPC. Pour Samsung, le 14LPU est adapté aux utilisations "hautes performances" qui requièrent "beaucoup de calculs".

Un appel du pied à peine voilé aux fabricants de GPU et de SoC haut de gamme. Si Samsung a réussi a obtenir la fabrication de quelques GPU Nvidia (notamment les GP107 des GTX 1050), il s'agit de puces plus petites avec des niveaux de performances moindres par rapport au haut de gamme, qui reste toujours fabriqué chez TSMC. De la même manière, si AMD a fabriqué Polaris chez GlobalFoundries (sur un process techniquement identique à celui utilisé par Samsung, GlobalFoundries utilisant le process de Samsung sous licence), il ne s'agit pas non plus du haut de gamme (les raisons d'AMD étant beaucoup plus complexes).

La compétition avec TSMC est excessivement rude pour Samsung, qui tente avec cette quatrième version de s'attirer de nouveaux marchés. Le dernier "gros coup" du fondeur avait été la co-fabrication des SoC A9 d'Apple, un marché obtenu grâce au retard annoncé de TSMC. Un retard comblé en dernière minute par le fondeur Taiwanais. Les comparaisons directes sont toujours à double tranchant, et si Samsung avait bel et bien un avantage de densité sur son concurrent, sur le plan des performances TSMC restait, malgré la précipitation, en tête.

Cette version 14LPU tentera de combler ce déficit d'image même si selon toutes vraisemblances, TSMC gardera une main mise sur le haut de gamme sur ce node.

En parallèle, Samsung annonce également un 10LPU, qui sera cette fois la troisième version du 10nm de Samsung. Contrairement au 14LPU, le 10LPU augmentera la densité par rapport aux 10LPE/LPP, et Samsung le présente comme le 10nm proposant le cout le plus faible "de l'industrie". Le nom de 10LPC aurait probablement été plus adapté pour décrire ce process mais peu importe !

Dans les deux cas, il s'agit d'annonces puisque les kits de développement (PDK) pour le 14LPU et le 10LPU ne seront disponibles qu'au second trimestre 2017 ! On ne s'attendra donc pas a voir des produits les exploiter rapidement, le 10LPP entrera en production en volume pour rappel mi-2017.

On notera enfin que Samsung confirme une fois de plus sa volonté d'utiliser la lithographie EUV à 7nm, pour au moins une partie des couches de la puce. On rappellera que le 7nm de Samsung devrait arriver plus tard que le celui de son concurrent, la société ayant sous entendu à plusieurs reprises ces dernières semaines que le 10nm aurait une durée de vie plus longue qu'annoncée par certains.

TSMC tente en effet de lancer la production 7nm volume avec un an de décalage par rapport au 10nm (soit respectivement Q4 2016 pour le 10nm, et Q4 2017 pour le 7nm). Un rythme infernal qui ne sera suivi par personne d'autre (et largement financé, faut-il le rappeler, par Apple), mais sur lequel TSMC semble extrêmement confiant.

Ce week end, la société Chipworks a procédé à son traditionnel "teardown" des puces incluses dans l'iPhone 7 , en se concentrant particulièrement sur le SoC A10 d'Apple.

Rappel sur l'A9

Avant de regarder l'A10, revenons un instant sur l'A9 inclus l'année dernière dans l'iPhone 6S. Il avait la particularité d'être sourcé en parallèle chez Samsung et TSMC, quelque chose de quasi unique pour des puces haut de gamme sur des process de dernière génération, ce qui nous avait permis d'effectuer quelques comparaisons.

Les deux A9 de l'iPhone 6S (2015)

La différence la plus visible était la densité des deux process : l'A9 "Samsung" mesurant 96mm2, contre 104.5mm2 pour la version TSMC. A l'époque nous n'avions pas de certitudes sur les variantes exactes des process utilisées. Depuis, Chipworks a confirmé qu'il s'agissait bien du 14LPE chez Samsung. Le cas de TSMC est plus compliqué, Chipworks ne répondant pas (gratuitement) à la question. Les rumeurs laissent penser qu'il ne s'agissait pas d'un simple 16FF, mais d'une version "custom" empruntant en partie au process 16FF+.

Outre la densité, les tests pratiques avaient suggéré une différence de consommation à pleine charge avec un avantage pour la puce de TSMC. De quoi laisser penser que son process avait besoin de tensions inférieures à celui de Samsung pour obtenir les mêmes performances.

Depuis, Chipworks a la aussi répondu partiellement à la question suggérant que le problème se situerait pour le process de Samsung sur le rapport puissance/performances de ses NMOS . On ne sait pas si le problème persiste sur la version 14LPP qui a remplacé le 14LPE.

L'A10 : 16FFC TSMC

Première différence par rapport à l'année dernière, l'A10 semble produit cette année exclusivement par TSMC. Il est plus large que l'A9, mesurant 125mm2 pour 3.3 milliards de transistors annoncés. Côté process il s'agit du 16FFC (ou d'une variante) de TSMC, la troisième version "optimisée" du 16nm de TSMC. Annoncée en janvier dernier, le C signifie "Compact" et ce process vise avant tout les usages basses consommation tout en réduisant de manière significative les coûts de fabrication.

D'après Chipworks, l'utilisation des bibliothèques optimisées permet une bien meilleure utilisation du die, avec une compacité équivalente à celle des process TSMC précédents. Chipworks estime que la même puce aurait demandé 150mm2 en 16FF. Etant donné que 70 tapeouts de clients de TSMC sont attendus sur ce process cette année, les progrès de densité du 16FFC devraient profiter assez largement, on attendra de voir les constructeurs qui annonceront des puces l'utilisant.

 

 

Chipworks note également que l'A10 est beaucoup moins haut que les générations précédentes. Comme beaucoup de SoC, il est de type PoP et embarque la mémoire au dessus du die logique. Cependant plutôt que d'empiler les quatre dies de mémoire (2 Go de LPDDR4 Samsung sur l'A10 de l'iPhone 7), ils sont placés côte à côte.

Qui plus est, comme nous le supposions la puce utilise le nouveau packaging InFo de TSMC (dans sa version InFo-PoP) pour relier les dies entre eux.

big.LITTLE et performances

Côté performances les premiers benchmarks synthétiques évoquent 40% de gains pour le CPU ARM par rapport à l'année dernière, tout en restant en 16nm.

Pour arriver à ce gain, Apple augmente d'abord significativement la fréquence, passant de 1.85 GHz sur l'A9 à 2.35 GHz sur l'A10. Sur ce point, la marque exploite à la fois la marge notée de son process l'année dernière (on peut supposer facilement que l'A9 aurait eu une fréquence plus élevée s'il avait été sourcé uniquement chez TSMC) et les gains apportés par le 16FFC.

Ce gain de 27% de fréquence est accompagné de changements au niveau de l'architecture. Ceux ci ne sont pas encore connus, au delà du nom Hurricane, mais Chipworks note que le cluster CPU prend une place plus importante sur le die, 16mm2 face à 13mm2 sur l'A9, malgré l'utilisation d'un process plus compact.

Il est cependant difficile de se baser sur cette différence de taille étant donné que l'A10 est en réalité un quad core big.LITTLE dans la nomenclature ARM. En plus des deux coeurs hautes performances à 2.35 GHz (big), deux coeurs basse consommation à 1.05 GHz (LITTLE) sont également présents sur le die (leur emplacement exact est pour l'instant inconnu, ce qui vaut les points d'interrogation sur le diagramme au dessus).

Contrairement à d'autres implémentations dans l'écosystème ARM, les applications ne peuvent pas utiliser en simultanée les deux blocs de coeurs, le passage de l'un à l'autre étant transparent pour elles (géré par la puce et l'OS). L'intérêt de cet arrangement est bien entendu d'augmenter l'autonomie en ne sollicitant les coeurs haute performances que lorsque nécessaire.

Déjà largement en avance côté performances sur le reste de l'écosystème ARM, l'A10 commence à devenir embarrassant même pour Intel, dépassant un Core M Skylake en monothread sous Geekbench 4 (voir ici  et là  ), avec un "TDP" au moins deux fois inférieur (et sans mécanisme Turbo).

Intel se consolera tout de même de sa présence dans une partie des iPhone 7 car c'est l'autre information de Chipworks, la société confirme qu'une partie des modèles utilise un modem Intel XMM 7360 (certains modèles intègrent un modem Qualcomm X12). Très en retard, le XMM 7360 est un modem LTE 450 Mb/s Cat 10 certes dessiné par Intel, mais fabriqué selon toutes vraisemblances comme ses prédécesseurs... par TSMC.