TSMC vient de publier ses résultats financiers pour le troisième trimestre. Le fondeur taiwannais enregistre une hausse séquentielle de 17% (+22% par rapport à la même période sur 2015), au dessus de ses prévisions. Des bons chiffres qui s'expliquent selon TSMC par une forte demande sur le marché des smartphones.

Ramenés par process, le 16/20nm représente 31% des revenus de la société (contre 23% le trimestre précédent). Le 28nm voit sa part baisser à 24% des revenus, mais TSMC confirme que ses usines restent "pleinement utilisées".

En ce qui concerne les prochains nodes, TSMC a confirmé les informations publiées un peu plus tôt, à savoir l'avance prise par les process 10 et 7nm.

Le 10nm entre en production ce trimestre et les premiers produits finaux seront livrés au premier trimestre 2017. Ce node ne sera pour rappel utilisé que par les très gros clients de TSMC, à savoir Apple et possiblement Qualcomm. Les autres clients attendront le 7nm. La montée des yields est décrite comme "similaire" à celle du 16nm même si "techniquement plus difficile".

Le 7nm entrera en production "risque" au premier trimestre 2017 et TSMC s'empresse d'indiquer qu'il sera utilisé non seulement pour les smartphones, mais aussi pour des GPU, des puces serveurs, et des "PC et tablettes". TSMC décrit des tapeout aggressifs qui commenceront au début du second trimestre. 15 produits devraient être qualifiés en 2017.

La fondeur a également évoqué le 5nm, qui a quitté le stade de la recherche pure pour entrer dans une phase de développement. Et TSMC confirme qu'ils utiliseront de manière "extensive" la lithographie EUV. Cette dernière aurait fait des progrès sur tous les plans, que ce soit en fiabilité, ou sur les problèmes techniques complexes (masques, photo resist, etc). La production "risque" reste prévue pour la première moitié de 2019 (la production volume suit en général de 3 à 4 trimestres).

Lors de la présentation des résultats aux analystes financiers, le CEO de TSMC, Mark Liu, a réitéré une fois de plus voir "l'informatique haute performance" comme un marché sur lequel TSMC espère voir une progression de ses ventes. Les serveurs et les PC clients sont mis en avant, et on a du mal a ne pas y voir un lien avec les annonces d'AMD sur sa renégociation du contrat WSA qui les lie à GlobalFoundries.

Dans la séance de questions/réponses posées, on notera qu'a la question de savoir si la prise de licence ARM par Intel est un risque, Mark Liu estime surtout que cela renforce le rôle d'ARM, tout en ne négligeant pas le rôle qu'Intel pourrait jouer. Reste que sur ce trimestre, la part de marché de TSMC chez les fondeurs (hors activité propre comme Intel pour ses propres puces donc) était de 55%.

Thermaltake a introduit il y a quelques jours de cela  un nouveau système de refroidissement, l'Engine 27. Mesurant 27mm de hauteur, il peut ressembler de loin aux types de refroidissement que l'on trouve sur les cartes graphiques (type "blower"). En pratique son fonctionnement est différent, le "ventilateur" fait partie d'une base en aluminium.

Le concept peut faire penser au système de refroidissement radial de Sandia  dont nous vous avions parlés en 2011. Le principe de Sandia était de placer les ailettes sur une base en aluminium, elle même en rotation par rapport à une base posée sur le processeur. Le transfert d'énergie s'effectuant entre les deux plaques de métal par le biais d'une fine couche d'air (0.03 mm).

Trois versions du système radial de Sandia

En pratique le modèle de Thermaltake est différent, il a d'ailleurs été développé par une société tierce, CoolChip Technologies  qui lui donne le nom original de refroidissement cinétique (Kinetic Cooling).

Pour comprendre les différences, on peut jeter un oeil sur le dernier papier publié en 2013 par Sandia  expliquant l'état du développement. On notera que plusieurs versions étaient testées et que les problèmes étaient multiples. La question du bruit, pointée dans cette vidéo de 2012 n'avait pas été encore résolue. Le niveau de bruit mesuré dépassant largement les objectifs :

A titre de comparaison, Sandia utilise un Noctua NH-D14 avec deux ventilateurs, produisant un niveau de bruit maximal de 30 dB(A) dans leurs propres mesures

La version de la vidéo était la version 4, la version 5 censée résoudre les problèmes de bruit du moteur aura produit au final encore plus de bruit, et ajoute même un sifflement perceptible à l'oreille. En pratique ces niveaux de bruits sont au delà des objectifs que Sandia s'était fixé et aucun document plus récent ne semble indiquer que le problème soit résolu. Un autre problème concerne les frictions au démarrage, au repos les deux disques qui composent le système de Sandia se touchent, et il faut un moteur assez puissant pour les "décoller", ce qui entraîne également des abrasions.

De son côté, CoolChip a publié un papier qui tente d'expliquer les différences de son système avec celui de Sandia. La première différence tient dans la manière dont les plaques coexistent :

Le transfert de chaleur entre les deux plaques se fait toujours au travers d'une fine couche d'air, mais l'on note que la surface d'échange est plus large avec l'ajout de cercles concentriques qui s'intercalent. Ce changement permet a CoolChip d'augmenter l'espace entre les deux plaques qui est pour le coup fixe (les plaques ne sont plus en contact à l'arrêt). L'écart réel n'est pas indiqué, mais il semble significativement plus important.

L'autre changement majeur vient du fait que l'on retrouve une deuxième rangée d'ailettes, fixes, à l'extérieur du radiateur. L'idée est de transférer une partie de la chaleur directement vers ces ailettes :

Sur ce schéma, CoolChip utilise des caloducs pour transférer la chaleur (dans le design utilisé par Thermaltake, la chaleur est simplement transférée par conduction dans l'aluminium). Le principe reste cependant le même et on le voit sur le schéma : ce que CoolChip appelle refroidissement cinétique est le mélange des deux systèmes de refroidissement (flèches noires pour les caloducs, flèches violettes pour le système central). CoolChip tourne assez fortement autour de la question de savoir quelle proportion de chaleur est réellement transférée dans la partie centrale (circuit violet) ce qui rend difficile la comparaison en pratique avec ce que proposait le système de Sandia. Sans plus de précision, on pourrait penser que cette proportion est limitée.

Quelques chiffres sont publiés comme ce graphique ou l'on retrouve à gauche la résistance thermique et en bas le niveau sonore (on souhaite donc être le plus en bas a gauche possible pour avoir le meilleur rapport dissipation/bruit). Le modèle de CoolChip est comparé à d'autres ventilateurs compacts et propose un rapport dissipation/bruit meilleur à volume de refroidissement égal.

En pratique la version présentée par Thermaltake est annoncée avec un niveau de bruit très bas, entre 13 (!) et 25 dB(A) pour une vitesse de rotation comprise entre 1500 et 2500 RPM (PWM). On notera que Thermaltake annonce cet Engine 27 comme compatible au maximum avec des processeurs dont le TDP est de 70 watts (le graphique au dessus est mesuré avec une charge de 95W).

 

 

Le modèle présenté n'est compatible qu'avec les sockets Intel LGA 115X, le prix et la disponibilités ne sont toujours pas connus.

La marque vient de lancer de nouvelles déclinaisons de ses mini PC Brix. Comme pour les générations précédentes, on y retrouve des CPU Intel de gamme U (15 watts, anciennement dédiée aux Ultrabook). Sans surprise donc, ce sont des processeurs Kaby Lake U qui sont utilisés, ces derniers ayant été lancés fin août.

Gigabyte utilise les trois références U proposées par Intel, à savoir le Core i3 7100U (2.4 GHz, pas de turbo), le Core i5 7200U (2.5/3.1 GHz) et le Core i7 7500U (2.7/3.5 GHz).

Six modèles sont lancés , chaque processeur étant proposé dans deux châssis qui diffèrent par la présence ou non d'un emplacement pour disque 2.5 pouces. Ces modèles "S" (qui se distinguent par un "H" dans leur référence...) sont plus hauts, 4.68 cm contre 3.44 cm. Tous les modèles mesurent 11.2cm x 11.9cm en largeur/longueur.

 

 

Pour le reste les caractéristiques sont communes. Côté ports on retrouve en façade deux ports USB 3.1, dont un Type-C. Les deux ports sont reliés à un contrôleur Asmedia. Un port casque 3.5 est également présent.

A l'arrière on retrouve deux ports USB 3.0 (via le chipset), un Gigabit Ethernet (contrôleur Intel) ainsi que deux sorties vidéo (un MiniDP 1.2 et un HDMI 2.0).

A l'intérieur on retrouve deux slots mémoire SO-DIMM DDR4 (jusque DDR4-2133) ainsi qu'un slot M.2 (8cm de long) pour placer un SSD. Un autre slot est déjà occupé par la carte WiFi Intel AC3168 incluse.

La disponibilité et les prix ne sont pas encore précisés pour l'instant. Vous pouvez retrouver les caractéristiques des modèles sur le site du constructeur .

Asus a rajouté sur son site web une nouvelle référence de carte mère, la J3455M-E . Sa particularité est d'embarquer, pour la première fois, l'un des tous derniers Atom d'Intel, les Apollo Lake. Pour rappel, Apollo Lake est un SoC 14nm utilisant l'architecture Goldmont que l'on aurait du retrouver également dans les SoC mobiles Broxton. Ces derniers avaient cependant été annulés au mois de mai.

 

 

Le processeur embarqué est un Celeron J3455 . Il s'agit d'un SoC quad core avec une fréquence de base de 1.5 GHz et une fréquence turbo maximale de 2.3 GHz. Il est accompagné de 2 Mo de cache L2, et d'un GPU Intel avec 12 EU cadencé entre 250 et 750 MHz.

Pour la partie SoC, on retrouve d'abord un contrôleur mémoire gérant DDR3L/LPDDR3 1866 et LPDDR4 jusque 2400 sur deux canaux. 6 lignes PCI Express sont présentes, mais limitées au mode 2.0. Notez enfin que l'on retrouve 2 ports SATA 6 Gb/s ainsi que 4 ports USB 3.0 et 4 ports USB 2.0. Le tout tient dans un TDP annoncé de 10 watts.

Côté carte mère, Asus propose deux slots mémoires DDR3 pleine taille, qui ont la particularité de ne pas être côte à côte. On notera qu'Asus indique supporter la DDR3 en plus de la DDR3L. Deux sorties vidéos sont disponibles, une VGA et un HDMI annoncé comme supportant au maximum une résolution de 3840 x 2160 à 30 Hz. Côté PCI Express, on retrouve trois slots, un "x16" connecté en x1, et deux x1. Notez enfin que le son et le réseau sont confiés à Realtek avec les 8111H (Gigabit Ethernet) et ALC887.

Le prix et la disponibilité sont pour l'instant inconnus.

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.