SoC ou processeur? Le guide complet pour tout savoir des puces de smartphones

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.

• Lire aussi: Quel est le meilleur processeur (SoC) pour smartphone en 2021? - Le comparatif ultime

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?

Un autre nom que vous avez peut-être entendu en parlant des SoC des smartphones est "ARM". Ce qu'il faut savoir, c'est qu'ARM est une société britannique qui détient la licence de l'architecture ARM, le jeu d'instructions et la conception du cœur du processeur qui sont utilisés par toutes les sociétés qui fabriquent des SoC.

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 Cortex Cores ARM 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, 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-A77" ou "Cortex-A53". 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 beaucoup parler des GPU dans les tests de smartphones. Les SoC Qualcomm utilisent généralement leurs propres GPU de marque Adreno, tandis que les autres fabricants de SoC se contentent de GPU ARM Mali ou PowerVR.

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.

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 SoCs de smartphones disposent aujourd'hui d'un modem intégré, il existe quelques exceptions.

Parmi les exemples récents, citons le Qualcomm Snapdragon 865 et l'Apple A14 Bionic, qui utilisent le même modem externe: le Snapdragon X55. Par "externe", nous entendons que le modem ne fait pas partie du SoC. Un autre exemple est l'Exynos 990 de Samsung, qui utilise également un modem externe.

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 X60.

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 M70 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.

Autre points à connaître: le procédé de fabrication

Une expression que vous rencontrerez souvent en lisant les spécifications des SoC est le "procédé de fabrication", exprimé en nanomètres (nm). L'explication la plus simple est de vous dire qu'un procédé de fabrication est un nombre utilisé pour comprendre la taille des nœuds internes du SoC.

Nous pourrions écrire une dissertation savante sur les procédés de fabrication et le processus de fabrication des semi-conducteurs, mais cela dépasse largement le cadre de cet article. Ce que vous devez comprendre, en tant que consommateur, c'est que plus le processus de fabrication est petit, plus le SoC est complexe, coûteux et économe en énergie.

Les SoC hauts de gamme actuels sont basés sur un procédé de fabrication de 5 nm, tandis que les SoC phares de 2020 étaient gravés en 7 nm. Les SoC milieu de gamme et bon marché sont généralement gravés en 10, 11, 12, 14 et 28nm.

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.

Dix ans plus tard, le dernier SoC pour smartphone d'Apple s'appelle Apple A14 Bionic et est utilisé sur la série iPhone 12. Il est largement considéré comme le SoC le plus puissant actuellement disponible pour un smartphone.

La précédente génération de SoC d'Apple était également considérée comme la plus rapide de sa catégorie. Apple utilise également ses SoC sur sa gamme d'iPad. Plus récemment, la société a lancé sa gamme de MacBook qui est également alimentée par une version modifiée de l'A14 Bionic, commercialisée sous le nom d'Apple M1.

Qualcomm

Société américaine, Qualcomm, est peut-être le fabricant de SoC pour smartphones le plus connu. Ses SoC pour smartphones sont vendus sous la marque Snapdragon. Qualcomm conçoit et vend une grande variété de SoCs allant de l'entrée et du milieu de gamme aux SoCs haut de gamme et est la marque la plus connue dans ce segment.

Qualcomm Snapdragon série 800
Les SoCs de la série 800 de Qualcomm ont longtemps détenu le titre de chipsets les plus puissants disponibles pour les smartphones Android. Ces chipsets sont généralement utilisés sur les smartphones Android haut de gamme. Pour 2021, le SoC haut de gamme de Qualcomm est le Snapdragon 888.

Ses prédécesseurs sont le Snapdragon 865+ et le Snapdragon 865 de 2020, ainsi que le Snapdragon 855+ et le Snapdragon 855 de 2019. Qualcomm a également annoncé récemment un SoC Qualcomm Snapdragon 870 qui se positionne entre la série 865 de l'année dernière et le 888 de cette année.

Qualcomm Snapdragon série 700
Comme vous l'avez peut-être déjà deviné, les SoC de la série 700 de Qualcomm sont positionnés un échelon en dessous des puces plus puissantes de la série 800 et sont généralement utilisés sur les smartphones milieu de gamme.

Bien qu'ils ne soient pas aussi puissants que leurs homologues de la série 800, les SoC de la série 700 ont des caractéristiques presque équivalentes et ne font que de petits compromis, que ce soit au niveau de la vitesse de traitement ou des graphiques. Parmi les SoC de la série Snapdragon 700, citons le Snapdragon 765G, le Snapdragon 732G et le Snapdragon 720G.

Qualcomm Snapdragon série 600
Parmi les SoC de smartphones les plus populaires, vous trouverez les chipsets de la série Snapdragon 600 sur les smartphones entrée de gamme à petit prix qui offrent généralement un bon rapport qualité-prix. Bien que ces SoC soient loin d'être aussi puissants que ceux des séries 700 et 800, la plupart des SoC de la série 600 sont tout à fait capables de gérer toutes les tâches qu'un utilisateur de smartphone moyen leur confie.

Ces SoC sont dotés de GPU suffisamment puissants pour permettre aux utilisateurs de jouer aux jeux les plus exigeants graphiquement sans trop broncher. Les Snapdragon 675G, Snapdragon 670 et Snapdragon 665 sont quelques SoC de cette gamme.

Qualcomm Snapdragon série 400
Les SoC de la série Snapdragon 400 sont généralement utilisés sur les smartphones à très bas prix. Si ces SoC peuvent gérer la plupart des tâches quotidiennes, ils ne sont pas conçus pour les tâches gourmandes en ressources comme le multitâche ou les jeux. La série Snapdragon 400 comprend les SoCs Snapdragon 460, Snapdragon 450 et Snapdragon 439.

Qualcomm Snapdragon série 200
Positionnés encore plus bas que la série 400, les smartphones qui utilisent ces SoC très basiques sont généralement vendus sur les marchés émergents. La plupart des consommateurs qui achètent des appareils utilisant les Snapdragon 200 de Qualcomm n'ont généralement pas les revenus nécessaires pour acheter des appareils plus chers. On peut citer les Snapdragon 215, Snapdragon 212, Snapdragon 205

En dehors de ces SoC orientés vers les smartphones, Qualcomm fabrique également des SoC pour les smartwatches sous sa plateforme Wear.

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.

MediaTek se rapproche également de Qualcomm avec ses nouvelles puces haut de gamme. MediaTek utilise plusieurs noms de marque pour ses SoC. Les plus populaires sont les gammes Helio et Dimensity.

MediaTek Dimensity 5G
La série Dimensity de MediaTek est la série de SoC pour smartphones centrée sur la 5G de la société taïwanaise. Contrairement à la série Qualcomm 800, qui ne vise que les produits hauts de gamme, la gamme Dimensity de MediaTek comprend des SoC pour tous le budgets.

Le Dimensity 1200, par exemple, est le SoC le plus récent et le plus rapide de la société à ce jour et a été annoncé début 2021. Mais la série Dimensity comprend également la gamme de milieu de gamme Dimensity 800 et les SoC Dimensity 700, encore moins chers.

MediaTek Helio G
La série Helio G de MediaTek est constituée de puces axées sur le jeu, qui s'adressent généralement à de smartphones abordables. La gamme Helio G comprend des modèles allant du Helio G25 d'entrée de gamme au Helio G95 relativement puissant.

MediaTek Helio P
La série Helio P est une ligne populaire de SoCs abordables de MediaTek. Avant que la série G ne soit en vogue, la série P constituait un élément clé du portefeuille économique de MediaTek. La plupart des SoCs de la série P sont presque identiques à leurs cousins de la série G, les seules différences étant que ces derniers ont un GPU légèrement meilleur. Les produits de cette gamme comprennent les Helio P95, P90 et P70 dans le haut de gamme, les Helio P60 et P65 dans le milieu de gamme et la série Helio P20 (P20, P22, P25) dans l'entrée de gamme.

MediaTek Helio A
Il s'agit d'une gamme de SoC d'entrée de gamme que l'on trouve presque toujours sur les smartphones Android bas de gamme généralement sur les marchés émergents. Les SoCs de la série A de MediaTek comprennent les Helio A20, A22 et A25.

MediaTek avait également une série Helio X. Cependant, cette gamme n'a pas vu de nouveau produit depuis 2017 et sembme donc morte. À l'avenir, MediaTek pourrait se concentrer uniquement sur les quatre lignes de produits que nous avons mentionnées ci-dessus.

Samsung

Samsung est un conglomérat sud-coréen qui possède plusieurs unités commerciales. Il possède également une unité de semi-conducteurs qui conçoit sa propre gamme de SoC pour smartphones sous la marque Exynos. Bien que les SoC Exynos soient généralement utilisés sur ses propres smartphones, il est arrivé à plusieurs reprises que Samsung vende des processeurs Exynos à d'autres fabricants. Identifier les SoC Exynos de Samsung est un peu difficile, en raison du système de dénomination de la société qui prête à confusion.

SoC Exynos haut de gamme
Jusqu'en 2020, la gamme phare d'Exynos était la série 900. Mais l'entreprise fabriquait également quelques Soc abordables qui commençaient par le même chiffre, ce qui pouvait prêter à confusion.

Quoi qu'il en soit, à la fin de 2020, Samsung a annoncé un nouveau SoC: l'Exynos 1080, qui est gravé en 5nm. L'Exynos 1080 n'est pas un SoC haut de gamme à part entière et sera probablement utilisé sur des appareils flagships abordables en 2021. Quelques mois après l'annonce de l'Exynos 1080, Samsung a présenté le puissant Exynos 2100, qui est actuellement son SoC le plus puissant.

Ce SoC est déjà utilisé sur les variantes européennes et (certaines) asiatiques de la série Samsung Galaxy S21. Les SoC Exynos précédents comprennent les série Exynos 900 (2020), Exynos 9800 (2018/19) et Exynos 8800 (2016/17).

SoC Exynos d'entrée et milieu de gamme
À partir de 2021, la gamme de SoC milieu de gamme de Samsung comprend la série Exynos 9600 de 2019 qui inclut des SoC comme les Exynos 9609, 9610 et 9611. Ces SoC, le 9611 en particulier, sont largement utilisés sur les smartphones abordables de la société. Ensuite, il y a la série Exynos 7000 qui est positionnée en dessous de la série 9000 et est généralement utilisée sur les smartphones d'entrée de gamme.

Les SoCs de cette gamme comprennent l'Exynos 7885 et l'Exynos 7904. Pour rendre les choses plus confuses, Samsung a également une série Exynos 800 qui comprend actuellement deux SoC d'entrée de gamme à savoir l'Exynos 850 qui est un SoC bas de gamme et l'Exynos 880, plus puissant, qui vise les smartphones à moins de 250 euros.

HiSilicon (Huawei)

Le géant chinois des télécommunications Huawei est une autre marque qui possède sa propre gamme de SoC pour smartphones. Elle est fabriquée par une filiale appelée HiSilicon, et ses SoC pour smartphones sont commercialisés sous la marque "Kirin".

Comme Samsung, Huawei limite principalement ses SoC de marque Kirin à ses propres appareils. La sous-marque de l'entreprise Honor (désormais vendue), était également connue pour utiliser des SoC Kirin. L'activité SoC de Huawei est toutefois confrontée à de nombreux problèmes en raison de la guerre commerciale en cours entre les États-Unis et la Chine.

À la suite de problèmes récents avec le gouvernement américain, HiSilicon a confirmé qu'elle avait cessé de fabriquer des SoC Kirin. L'avenir des SoC Kirin, au moment où nous publions ces lignes, est en suspens. Voici quand même un aperçu de la récente gamme de SoC Kirin.

Séries Kirin 900 et 9000
Les SoC hauts de gamme actuels de HiSilicon appartiennent à la série Kirin 9000 et comprennent le Kirin 9000 et le 9000E. Leurs SoC phares de 2020 étaient les Kirin 990 et 990 5G et 990E 5G qu'on a retrouvé sur le Huawei Mate 40 Pro. Si vous remontez dans le temps, les anciens fleurons de Huawei utilisaient les SoC Kirin 970, 960 et 950.

Série Kirin 800
La série Kirin 800 est positionnée juste en dessous des SoCs phares de la série 900 et est conçue pour être utilisée sur les flagships abordables de Huawei. Les produits les plus récent de cette gamme sont le Kitin 820E 5G et son frère, le Kirin 8205G.

Séries Kirin 700 et 600
Huawei a largement utilisé les SoC des séries Kirin 700 et 600 sur ses smartphones abordables. Ces SoCs sont conçus pour concurrencer les SoCs des séries 600 et 700 de Qualcomm. Cependant, cette gamme n'a pas vu grand-chose en termes de nouveaux développements depuis 2017-18, et les derniers SoC de cette gamme à être annoncé étaient ceux de la gamme Kirin 710 en 2018. La série Kirin 600 a connu sa dernière mise à jour en 2017 avec le Kirin 659.

Unisoc (anciennement Spreadtrum)

Unisoc est encore 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 fabrication d'appareils vraiment pas chers.

La société a récemment annoncé un puissant SoC compatible avec la 5G, l'Unisoc Tiger T7520, gravé en 6 nm. Le seul autre SoC prêt pour la 5G de la société est l'Unisoc T7510, plus ancien, qui est un SoC 5G abordable lancé à la mi-2020. Unisoc dispose d'un large portefeuille de SoCs 4G, notamment les T710, T618 et T610.

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. Ceci n'est que le premier article d'une série dédié aux SoC pour smartphones sur NextPit. Nous mettrons à jour cet article avec plus de liens autour de sujets connexes dans un avenir proche.

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Cet article a été traduit de l'anglais puis adapté éditorialement par Florian Philon. La version originale écrite par Rahul Srinivas a été initialement publiée sur NextPit.com le 19 Mars 2021.