Seulement six mois après l’introduction de la puce M3, Apple a donné le coup d’envoi de la quatrième génération de ses processeurs Apple Silicon le 7 mai, avec son nouvel iPad Pro. La puce M4 introduit des changements importants au niveau de l’intelligence artificielle, mais ne se contente pas que de ça.

M1 en novembre 2020, M2 en juin 2022, puis M3 en novembre 2023… Depuis l’introduction de sa première puce maison pour les Mac, Apple suit un calendrier relativement espacé, avec un bond en avant tous les ans et demi. L’architecture des puces est renouvelée à chaque fois, sur à peu près tous les aspects.

Ce rythme n’a pas été respecté pour la puce M4, dévoilée le 7 mai 2024, seulement six mois après l’annonce de la puce M3. Un timing étonnant au regard du temps nécessaire pour développer des innovations — et qui, de fait, interroge sur la nature réelle des changements apportés. Les nouveaux iPad Pro sont les premiers à l’utiliser, alors que les précédentes puces ont été lancées avec des Mac (des appareils qui ont besoin de beaucoup plus de puissance).

Apple M4 : l’intelligence artificielle enfin au niveau d’un iPhone

Apple ne s’en est pas caché lors de sa keynote : l’intelligence artificielle générative perturbe ses plans. La marque, habituée à parler de « proactivité » ou « d’apprentissage automatique », mentionne enfin les deux lettres « IA ». Même Apple ne peut pas résister à la pression de l’industrie, qui place l’intelligence artificielle au cœur de tous les sujets.

Pendant sa keynote, Apple a notamment mentionné le « Neural Engine », le composant dédié à l’IA qu’il intègre dans toutes ses puces depuis 2017. La marque, habituée à un vocabulaire marketing strict, l’a même qualifié de « NPU », le terme utilisé par le reste de l’industrie. Le message à passer était le suivant : le Neural Engine de la puce M4 est si puissant qu’il permet de générer de l’IA en local, sans recourir à Internet. De quoi présager de futures fonctions pour les iPad et les Mac, qui devraient être annoncées au mois de juin.

Les caractéristiques phares de la puce Apple M4.
Les caractéristiques phares de la puce Apple M4. // Source : Numerama

Si le Neural Engine de la puce M4 a le même nombre de cœurs que celui de la puce M3, avec toujours une gravure en 3 nanomètres (nm), il introduit néanmoins un changement de taille : le nombre d’opérations par seconde maximal dont il est capable, d’après les tests internes d’Apple.

Apple revendique 38 000 milliards d’opérations par seconde (38 TOPS) pour le Neural Engine de la puce M4, contre 18 000 milliards d’opérations par seconde (18 TOPS) sur la puce M3. Cette valeur surpasse même l’A17 Pro de l’iPhone 15 Pro, détenteur du précédent record avec 35 000 milliards d’opérations par seconde (35 TOPS).

Milliards d’opérations par seconde (benchmark Apple)Nombre de cœurs
Apple M438 000 16
Apple M318 00016
Apple M215 80016
Apple M111 00016
Apple A17 Pro35 00016
Apple A116002
Les mesures d’Apple selon ses propres tests (l’Apple A11 est la première puce avec un NPU)

Apple précise que sa méthodologie de test consiste à traiter un volume important de données sous forme de FP16 (format de nombre flottant de 16 bits, couramment utilisé dans les tests de performances en apprentissage automatique). Cette approche mesure efficacement la capacité maximale de traitement d’une puce Apple Silicon, tout en offrant aux nouvelles puces la capacité de traiter des fichiers encore plus petits, et qui seront utilisés par ses futurs modèles de langage. Les TOPS maximaux d’une puce Apple Silicon ne sont pas comparables à ceux d’une puce Qualcomm, puisque la méthodologie utilisée par son rival est différente, avec des fichiers plus petits. La marque revendique 45 TOPS sur sa puce Snapdragon X Elite, qui n’est pas encore sortie.

Selon Apple, aucun NPU, toute marque confondue, n’a la faculté d’une puce M4 aujourd’hui, avec l’A17 Pro en seconde place. Cela offre aux appareils avec une puce M4 (et aux iPhone) un potentiel inédit pour l’IA générative, quand Apple sera prêt à dévoiler ses premières fonctions grand public. La mémoire vive (8 Go ou 16 Go sur les iPad Pro) jouera aussi un rôle, mais tous les iPad Pro M4 devraient être capables des mêmes prouesses, grâce à une bande passante plus grande de 120 GB/s (102 GB/s en M3). Reste à savoir comment les Mac M3 s’en sortiront avec leurs capacités puissantes, mais inférieures.

Le nouvel iPad Pro M4, avec son écran OLED très sombre.. // Source : Numerama
Le nouvel iPad Pro M4, avec son écran OLED très sombre. // Source : Numerama

Pourquoi le Neural Engine de l’iPhone était-il plus puissant que celui du Mac/iPad jusque-là ? Pour une question de besoin. L’iPhone traite vos photos et vos messages quand vous dormez, alors que le Mac a moins besoin d’opérer ce type d’activité. L’émergence de l’IA générative change la donne.

Apple M4 : une puce nécessaire pour la finesse de l’iPad Pro

En l’espace de six mois, Apple a eu le temps de réviser ses plans en matière d’intelligence artificielle… mais la puce M4 va-t-elle plus loin ? A priori, il s’agit bien d’une nouvelle génération de puce. La marque promet bel et bien des améliorations à tous les niveaux, y compris en single core.

Premier changement important : la gravure n’est pas la même. TSMC, le sous-traitant taïwanais d’Apple, utilise désormais la technologie N3E, au lieu du N3B. Les deux visent une gravure en 3 nm, mais la nouvelle génération améliore drastiquement la consommation d’énergie (tout en réduisant probablement les coûts de production). Il se trouve que la gestion de l’énergie est, selon Apple, la raison principale de la création de la puce M4.

La finesse de l'iPad Pro est vraiment surprenante, même quand on a l'habitude du précédent modèle. // Source : Numerama
La finesse de l’iPad Pro aurait rendu impossible l’utilisation d’une puce M3. // Source : Numerama

Avec sa finesse record de 5,1 millimètres, le nouvel iPad Pro est condamné à une batterie fine et plus petite. Pour lui garantir une autonomie du même niveau que sur la précédente génération, Apple doit réduire la consommation de sa tablette. Il se trouve que la puce Apple M4 offre, selon la marque, la puissance d’une puce M2 en divisant sa consommation par deux, avec la possibilité de monter beaucoup plus haut quand nécessaire. La technologie Tandem OLED implique aussi un nouveau contrôleur pour les écrans, capable de synchroniser deux dalles avec une latence sous la milliseconde. C’est une des nouveautés de la puce M4, puisqu’une puce M3 en serait incapable.

Y a-t-il d’autres changements ailleurs ? Apple revendique une puce M4 avec 28 milliards de transistors, contre 25 milliards pour une puce M3. Cela s’explique notamment par le passage de 8 cœurs pour le CPU à 9 ou 10 cœurs (3+6 ou 4+6), ce qui devrait améliorer les performances multi-core (il devrait aussi y avoir une amélioration en single-core, mais elle sera impossible à mesurer précisément sans Mac M4). La carte graphique a aussi droit à une amélioration, avec un passage de 8 cœurs à 10 cœurs qui, il paraît, permet de doubler les performances du ray-tracing, ce qui aura un impact sur le jeu vidéo (si les développeurs utilisent les technologies d’Apple).

M1M2M3M4
Gravure5 nm (N5)5 nm (N5P)3 nm (N3B)3 nm (N3E)
CPU (cœurs perf + énergie)4+44+44+46+4
GPU 78810
NPU (TOPS)1115,81838
Ray-tracing
Support AV1 (streaming)
Bande-passante mémoire68.25 GB/s102.4 GB/s
102.4 GB/s120 GB/s
Les caractéristiques principales des puces Apple M.

L’Apple M4 est-il vraiment une quatrième génération Apple Silicon ? Oui, mais une génération avec sans doute moins de bouleversements majeurs.

Elle reste capitale dans la stratégie d’Apple qui, pour arriver à des appareils toujours plus fins et à une intelligence artificielle locale, se devrait de faire l’impasse sur la puce M3 pour gagner en puissance. Il est peu probable que la génération M3 s’éternise, alors que le nouveau processus N3E arrange Apple à tous les niveaux.

A-t-on besoin de la puissance d’une puce M4 ? C’est une autre question, à laquelle la réponse n’est jamais la même d’un utilisateur à l’autre. Apple a fait plusieurs changements significatifs entre la M1 et la M4 (gravure plus fine, meilleure gestion de l’énergie, partie graphique nettement améliorée), mais des utilisateurs ne constateraient probablement pas de différences. Dans le cas de l’iPad Pro, le passage à la puce M4 se justifie dans tous les cas par une caractéristique : sa finesse extrême.

@numerama

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