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Intel Custom Foundry prend une licence ARM !
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ARM l'a confirmé par un post de blog : Intel Custom Foundry, l'activité fabrication tiers d'Intel, est désormais détentrice d'une licence ARM Artisan pour le 10nm !
Il faut rappeler qu'Intel est plutôt un cas à part dans le monde des semi-conducteurs, étant l'une des rares sociétés à disposer de ses propres usines, utilisées quasi uniquement pour la production de ses propres puces. La plupart des autres acteurs du marché ont migré vers la séparation de l'activité design d'un côté (on parle de sociétés fabless, c'est le cas dans le monde du GPU avec AMD et Nvidia), et de l'autre la fabrication dans des sociétés tierces spécialisées (on parle de foundry, la plus connue étant TSMC qui fabrique des puces pour de multiples clients).
Avec la difficulté de la mise au point des nouveaux process de fabrication, qui n'a fait qu'empirer ces dernières années, il est de plus en plus complexe pour une société à elle seule de justifier l'investissement nécessaire pour faire évoluer sans cesse ses usines. Qui plus est, la réduction de la taille des transistors fait que la capacité des usines augmente d'année en année, et qu'il faut disposer de très larges volumes de puces à produire, au risque de voir ses usines tourner à vide.
Un casse tête qui aura poussé plusieurs sociétés à se séparer de leurs usines (pour des raisons différentes) d'abord AMD en 2009 (créant GlobalFoundries) et plus récemment IBM (dont l'activité fabrication à été rachetée elle aussi par GlobalFoundries).
Depuis quelques années, en plus de fabriquer ses propres puces dans ses usines, Intel a décidé d'entrer très timidement, en 2010, sur le marché des fondeurs tiers en ouvrant son process à de petites sociétés qui n'étaient pas en concurrence directe avec ses produits (le premier client était Achronix, designer de FPGA en 22nm). D'autres clients ont suivi, principalement sur les FPGA, le client le plus connu d'Intel ayant été Altera... même si au final Intel aura décidé de racheter son client à la mi-2015 !
Pour Intel, la nécessité d'ouvrir ses usines est un casse tête. D'un côté, la société tente d'être présent sur tout les marchés, en déclinant le x86 - technologie "maison" sur laquelle la concurrence est limitée - à toutes les sauces et avec un soupçon de recyclage, que ce soit avec des produits serveurs spécialisés comme les Xeon Phi basés sur des Pentium pour leur première génération, ou les Quark dédiés à l'embarqué et utilisant une architecture de 486 datant d'une bonne vingtaine d'années !
Si l'envie de la société d'être présente sur tous les marchés est là, en pratique les succès ne sont pas systématiquement au rendez vous, Intel ayant par exemple massivement raté le marché des smartphones. Cumulé à la baisse continue des ventes sur le marché historique des PC, l'ouverture des usines à des clients tiers se dessine de plus en plus comme une nécessité pour Intel, même si l'avouer semble impossible à la société, qui continuait donc d'envoyer des signaux mitigés aux possibles futurs clients de son activité fabrication.
Avec l'annonce d'aujourd'hui, les choses sont - peut être - en train de changer puisque la prise de licence ARM par Intel est tout sauf anodine. Ce n'est pas la première fois qu'Intel fabriquera des SoC ARM, on l'avait vu avec Altera qui utilisait un core ARM dans un usage très spécifique.
La licence Artisan Physical IP inclut en effet toutes les briques nécessaires pour la création de puces ARM de tout types. Il s'agit de tous les blocs de base avec des bibliothèques haute densité et haute performance de transistors logiques,et également tout le nécessaire pour les différents types de mémoire. La licence inclut surtout POP IP, qui est pour rappel l'idée qui fait le succès d'ARM : permettre l'utilisation de blocs interchangeables et compatibles pour créer des puces custom. Ainsi un client peut choisir d'utiliser des coeurs CPU dessinés par ARM (les gammes Cortex) ou créer ses propres coeurs (c'est le cas d'Apple et plus récemment de Nvidia), de choisir un GPU (que ce soit les Mali d'ARM, ou les populaires PowerVR d'Imagination Technologies), et également de choisir son fournisseur pour les interconnexions.
Concrètement, Intel va donc "porter" ces bibliothèques d'ARM aux particularités de son futur process 10 nm, ce qui permettra aux partenaires d'ARM de porter à leur tour - s'ils le souhaitent - leurs blocs POP IP. ARM et Intel travailleront conjointement pour le portage de deux futurs blocs CPU ARM Cortex-A (probablement un autre successeur 10nm de l'A72, voir l'annonce de l'A73 en 10nm lui aussi), la déclinaison que l'on retrouve dans les smartphones et tablettes.
Faut il y voir un virage pour Intel ? Fabriquer des puces ARM pour smartphones, ce qu'ils feront pour LG (nouveau client annoncé dans la foulée) va forcément à l'encontre des ambitions internes d'Intel d'imposer le x86 sur mobile. Car si un peu plus tôt dans l'année Intel avait décidé d'annuler sa nouvelle génération de SoC pour smartphones (Broxton et SoFIA), le constructeur continuait en interne à travailler sur les générations suivantes tout en essayant de développer dans l'intérim son activité modem (Intel aurait possiblement gagné le marché du modem du prochain iPhone). A l'heure où ARM augmente ses ambitions pour aller attaquer le marché juteux des serveurs, on peut se demander jusqu'où ira réellement l'ouverture d'Intel.
Un futur CPU ARMv8 24 coeurs de Qualcomm
En fabriquant des puces concurrentes, Intel s'ouvre à des comparaisons directes qui pourraient être assez défavorables à ses architectures x86, assez peu adaptées à la basse consommation. L'avantage supposé du process d'Intel, s'il existe, ne pourra plus jouer en la faveur de ses propres solutions pour compenser un éventuel déficit architectural. La structure de marges d'Intel, là aussi très différente de celle des fondeurs tiers, posera là aussi rapidement problème.
Qui plus est, en obtenant la licence Artisan d'ARM, Intel va devoir partager tous les détails techniques, y compris les plus secrets, de son process en ce qui concerne les règles et les dimensions exactes des transistors, ce qui va l'exposer là aussi à une comparaison directe avec les autres acteurs installés du milieu (comme TSMC et Samsung). Il faudra un peu de temps pour mesurer les conséquences concrètes de tout cela, car cet accord ne concerne que le 10nm, un process pour rappel en retard et qui n'est prévu chez Intel que pour la fin de l'année 2017 en version mobile. Les dernières nouvelles du 10nm, sur lequel Intel ne communique pas, n'étaient pour rappel pas particulièrement rassurantes avec l'arrivée possible sur sa roadmap de puces 14nm... pour 2018.
L'A9 d'Apple produit par Samsung et TSMC
La société Chipworks a confirmé via son blog une semi surprise : l'A9, le SoC ARM custom présent dans l'iPhone 6s d'Apple existe en deux variantes, une produite par Samsung et l'autre par TSMC. Selon Chipworks, ils ont trouvé ces deux puces dans « deux modèles identiques », tandis que iFixit a trouvé la version Samsung dans un iPhone 6s et la version TSMC dans le modèle 6s Plus .
Les deux puces portent une référence différente (APL0898 et APL1022) et mesurent respectivement 96 mm2 et 104.5 mm2 (l'A8 en 20nm mesurait 89mm2 à titre de comparaison). Le nombre de transistor est inconnu, il était de 2 milliards sur l'A8. Le process de Samsung (partagé sous licence avec GlobalFoundries) est un 14nm FinFET tandis que celui de TSMC est un 16nm FinFET même si en pratique les nomenclatures ne veulent plus dire grand-chose. Samsung semble avoir tout de même un avantage de densité, quelque chose que l'on attendait, TSMC avait déjà annoncé dès l'année dernière qu'ils proposeraient une seconde version de leur process 16nm en 2016 (le 16 FinFET Plus) afin d'améliorer la densité et être plus compétitif avec la concurrence.
Au-delà de leurs tailles différentes, les puces semblent se comporter de manière similaire dans les premiers benchmarks que l'on a pu croiser, même s'il est encore tôt pour se faire une idée complète. Techniquement l'A9 est un SoC composé pour sa partie CPU d'un dual core basé sur une architecture ARM 64 bit custom et cadencé à 1.8 GHz accompagné de 3 Mo de cache L2. Un GPU issu de chez PowerVR avec « six cores » s'occupe de la partie graphique, le CPU et le GPU partageraient possiblement 8 Mo de cache L3. Apple annonçait +70% de performance CPU et +90% de performances graphiques par rapport à sa génération précédente gravée en 20nm par TSMC, des chiffres qui se vérifient à peu près dans les premiers benchmarks. Le SoC est de type PoP avec 2 Go de mémoire LPDDR4 au-dessus (et l'on notera pour l'anecdote la présence d'un contrôleur NAND PCIe/NVMe dans l'iPhone 6s !)
Si l'on s'attendait à voir Samsung et TSMC produire la nouvelle génération de puces d'Apple, beaucoup pensaient que Samsung aurait récupéré la production de l'A9 et TSMC celle de l'A9X (la version iPad du SoC). En juillet dernier, TSMC avait cependant semé le doute indiquant avoir déjà réalisé ses premières livraisons de puces à ses clients.
Le choix d'utiliser deux process distincts pour produire une même puce est original de la part d'Apple qui n'a toutefois pas les mêmes problèmes que tout le monde. Le volume de l'iPhone (13 millions vendus en un weekend, 200 millions attendus sur l'année) permet à la marque de justifier aisément le cout double de développements séparés pour deux process différents (les process sont incompatibles dans leurs règles et les designs doivent être adaptés pour chaque fondeur).
Cela permet également d'améliorer le volume de disponibilité dès le lancement - un problème particulièrement important sur des process de toute dernière génération, il suffit de regarder la disponibilité anémique des Skylake d'Intel pour s'en convaincre - et de minimiser les problèmes de yields que pourraient avoir l'un ou l'autre de ses fournisseurs.
Un Cortex-A57 16nm fonctionnel chez TSMC
La firme taiwanaise TSMC vient d'annoncer par communiqué de presse avoir produit un premier processeur 16nm pleinement fonctionnel pour l'un de ses clients, en l'occurrence HiSilicon Technologies (filiale de Huawei). Il s’agit d'un processeur réseau qui mixe d'un côté un Cortex-A57 en 16nm et de l'autre des I/O produites en 28nm. L'A57 en question comporterait pas moins de 32 cœurs pour une fréquence pouvant atteindre 2.6 GHz. Il n'est pas indiqué que les premiers processeurs produits peuvent tenir cette fréquence, mais le simple nombre de cœurs montre qu'il s'agit d'un produit tout sauf trivial.
TSMC confirme que son process 16nm FinFET est entré en phase dite de risk production, une phase intermédiaire entre la validation et la mise en production pure et dure qui peut être utilisée par ses clients qui souhaitent tenter de proposer des produits le plus vite possible sur le marché. TSMC indique que ses yields sont « excellents » mais ne confirme pas certaines rumeurs ayant couru dans la presse chinoise par laquelle TSMC aurait avancé la mise en volume du 16nm au premier trimestre 2015. Quelque chose qui contredirait significativement les propos tenus en juillet dernier par Morris Chang qui parlait de fin 2015 pour la production en volume du 16nm. Il faudra attendre la prochaine annonce des résultats de la société (mi-octobre) pour tenter d'en savoir plus sur l'état réel du 16nm.
Notez qu'en ce qui concerne le 20nm, après de multiples rumeurs, Chipworks a bel et bien confirmé que les SoC A8 d'Apple sont fabriqués, en 20nm, par TSMC. Il s'agit de la seconde puce produite en 20nm par TSMC qui a été détectée par Chipworks qui avait déjà trouvé un modem Qualcomm (MDM9235M ) dans une variante du Galaxy S5 (LTE-A) de Samsung. Deux produits qui confirment le fait qu'Apple et Qualcomm sont les deux clients principaux du process 20nm de TSMC.
On notera que le SoC A8 d'Apple est annoncé pour environ 2 milliards de transistors pour une surface de 89mm2. Il est toujours difficile de comparer des designs différents et des types de puces différentes, mais à titre d'exemple, le GM107 de Nvidia, produit dans une phase d'exploitation avancée du process 28nm (contre 20nm en début de process pour l'A8) incluait 1.9 milliards de transistors dans 148mm2. Concernant la génération précédente de SoC Apple, l'A7, il était construit chez Samsung en 28nm pour une taille de die de 104mm2, mais le nombre de transistors exact n'était pas précisé (« plus d'un milliard » étant la seule information donnée).
AMD 4è fabricant de microprocesseurs
Si les chiffres du marché du processeur x86 sont régulièrement publiés par divers instituts, ceux concernant le marché global des microprocesseurs sont plus rares. IC Insights a publié ces données pour l'année 2012. Attention il s'agit d'un classement en valeur et non en unités qui serait moins favorable à Intel et AMD qui disposent d'un prix de vente moyen supérieur :
Si Intel reste largement en tête avec 65,3% du marché, AMD a perdu la seconde place qu'il occupait depuis les années 90s à la faveur de Qualcomm et de Samsung (les chiffres de Samsung incluant les processeurs Apple qu'il fabrique). AMD pointe désormais à la 4è place avec 6,4% de part de marché, environ 1/10è d'Intel.
Cette baisse dans le classement est lié à une forte baisse (-21%) chez AMD alors qu'elles étaient en hausse chez Qualcomm et Samsung, avec respectivement +28 et +78%. Il est à noter que 83% des revenus de Samsung pour les microprocesseurs proviennent en fait d'Apple.
Au global IC Insights note que si les microprocesseurs restent toujours le produit du marché des semi-conducteurs avec 22% des ventes. La croissance n'a toutefois été que de 2% en 2012 après une hausse de 19% en 2011, une petite hausse portée par les microprocesseurs pour Smartphones et Tablettes alors que processeurs pour PC de bureau, PC portables, serveurs et applications embarquées ont connu un recul de 6%.
