Lorsque vous choisissez un smartphone ou une tablette, vous remarquerez que certains modèles utilisent des processeurs Intel ou AMD, tandis que d’autres sont basés sur l’architecture ARM concurrente. Ce dernier camp comprend les plateformes Qualcomm Snapdragon, Nvidia Tegra et Apple AX ou encore MediaTek Dimensity.
Les familles de puces ARM sont conçues pour fonctionner à basse consommation, afin de donner aux appareils mobiles la longue autonomie dont ils ont besoin. Techniquement, cependant, elles représentent des philosophies différentes : l’architecture ARM est conçue pour être aussi simple que possible, afin de réduire au minimum le gaspillage d’énergie, tandis que la gamme d’Intel utilise une conception plus complexe qui bénéficie de la compatibilité avec les CPU des ordinateurs de bureau et des ordinateurs portables (beaucoup plus gourmands en énergie) de la société.
Dans cet article, nous allons passer en revue les différentes différences et les applications de chaque type.
Que sont les processeurs ARM et Intel ?
Les processeurs, abréviation de Central Processing Unit (unité centrale de traitement), sont une petite puce qui fait essentiellement office de cerveau pour les ordinateurs et les smartphones. L’unité centrale de traitement est responsable des calculs, de la mise en mémoire cache des informations critiques pour un accès rapide, et plus encore.
Les processeurs ARM sont un type d’architecture et n’ont donc pas qu’un seul fabricant. Les fabricants Apple et Android utilisent tous deux cette technologie dans leurs appareils mobiles, alors qu’Intel est généralement utilisé dans les ordinateurs.
Il convient également de noter que la technologie ARM équipe les appareils portables depuis des décennies, alors qu’Intel est relativement nouveau dans ce domaine. Pour l’instant, ARM est l’architecture dominante : les iPads et les iPhones utilisent exclusivement ARM, tout comme les appareils Android.
Différences d’architecture
Les processeurs Intel et AMD utilisent le Complex Instruction Set Computing tandis que l’ARM utilise le Reduced Instruction Set Computing. Si tous deux exécutent les commandes assez rapidement en 2021, en grande partie grâce aux multiples cœurs, le premier utilise un jeu d’instructions légèrement plus complexe, qui nécessite plusieurs cycles pour exécuter les tâches.
En ce qui concerne le CISC, l’idée principale est un matériel complexe et un logiciel simple. Dans ce cas, cela signifie une fonctionnalité plus basique en langage d’assemblage.
Les processeurs ARM n’utilisent qu’un seul cycle pour exécuter une commande, d’où une réduction des fonctions. Cela rend les processeurs ARM plus idéaux pour les appareils soucieux de la consommation d’énergie, c’est-à-dire les appareils mobiles et intégrés. Le concept de base du RISC est un matériel simple et un logiciel complexe. Une plus grande fonctionnalité dans les langages de programmation de niveau inférieur, l’assembleur dans ce cas, peut changer la donne en matière de réduction de la consommation d’énergie.
Les processeurs Intel et AMD sont généralement utilisés dans les gros appareils tels que les ordinateurs de bureau, tandis que les processeurs ARM sont souvent utilisés dans les appareils mobiles mais ont d’abord été prévu pour des appareil embarqués. Cela s’explique notamment par le fait que les processeurs ARM s’appuient fortement sur les logiciels pour obtenir des performances, alors qu’Intel et AMD s’appuient sur le matériel.
ARM fonctionne (généralement) mieux dans les petites technologies qui n’ont pas accès à une source d’énergie à tout moment, tandis qu’Intel se concentre davantage sur les performances, ce qui en fait le meilleur processeur pour les grandes technologies. Mais ARM fait également de grands progrès dans l’industrie technologique et certains experts s’attendent à ce qu’il surpasse Intel dans un avenir proche en termes de performances.
Un des gros avantages d’ARM c’est dans l’usage appliqué sur puce, en effet là où l’architecture x86_64 nécessite de séparer les éléments, les puces ARM fonctionnent sur le principe de System On a Chip, c’est-à-dire que le CPU, le GPU, de la mémoire, et comme sur la plupart de ces puces, le premier composant de sécurité du démarrage (cf. la bootrom d’Apple dont je parle dans un article précédent). Ce fonctionnement en SoC permet une excellente efficacité par unification là où x86_64 y trouve ses limites.
Étant un fervent défenseur de l’architecture ARM depuis quelques années de par mes activités en sécurité mobile à bas niveau (Bootrom et Boot Process Apple), et faisant du reverse engineering qui nécessite la compréhension du langage assembleur ARM, j’ai nettement vu la différence dans les jeux d’instruction entre ARM et x86_64, la simplicité est au rendez-vous.
Quand je dis simplicité je m’entends bien, comprendre et utiliser l’assembleur reste une tâche ardue qui nécessite du temps et de l’expérience.
Néanmoins les architectures RISC comme ARM ou ATMega permettent du calcul fluide, rapide avec des capacités de rendement et d’efficacité qui dépassent largement
Consommation d’énergie des processeurs
Les processeurs ARM consomment non seulement moins de batterie grâce à leur ensemble de calcul à cycle unique, mais ils ont également une température de fonctionnement plus basse que les processeurs X86_64. Les processeurs Intel sont axés sur les performances, et pour la plupart des utilisateurs de PC ou d’ordinateurs portables, ce n’est pas du tout un problème car l’ordinateur est constamment connecté à l’alimentation.
Les processeurs ARM, en revanche, sont parfaits pour les appareils mobiles, car ils réduisent la quantité d’énergie nécessaire pour que le système reste opérationnel et effectue les tâches demandées par l’utilisateur.
Vitesse du processeur
Les puces ARM sont généralement plus lentes que leurs homologues Intel et AMD. Cela est dû en grande partie au fait qu’elles sont conçues pour calculer avec une faible consommation d’énergie.
Si la plupart des utilisateurs ne remarquent pas de différence dans leurs appareils respectifs, les processeurs Intel sont conçus pour des calculs plus rapides. Néanmoins cela à bien changé avec l’apparition de puces a haute efficacité et haute efficience comme celles du super calculateur Fujitsu A64FX ou encore récemment avec Apple Silicon qui a sus se démarquer très largement dans le domaine professionnel.
Cela dit, l’utilisation d’un plus grand nombre de cœurs et de caches dans les processeurs ARM s’est avérée être un moyen efficace de maintenir une faible consommation d’énergie tout en augmentant la vitesse. Ce n’est pas tout, mais c’est l’idée de base. Intel a déjà fait partie de quelques appareils mobiles Android, mais les processeurs ARM règnent toujours sur ce marché.
Les appareils basés sur Intel peuvent exécuter toute la gamme des applications Android, même celles qui ont été écrites à l’origine pour l’architecture ARM. Toutefois, si une application contient un code spécifique à l’architecture ARM, il doit être traduit avant de pouvoir être exécuté.
Cette opération prend du temps et de l’énergie, ce qui peut nuire à l’autonomie de la batterie et aux performances générales. La question de savoir s’il s’agit d’un problème sérieux est sujette à débat : nos évaluations indiquent qu’Intel a tendance à être à la traîne par rapport à ARM en matière d’autonomie, mais l’écart n’est pas énorme, et les performances globales sont généralement très bonnes.
Quoi qu’il en soit, Intel s’efforce d’encourager les développeurs à produire des versions natives de leurs applications, et l’on peut espérer que la traduction deviendra progressivement moins problématique.
Processeurs ARM et x86_64
Il y a beaucoup de facteurs à prendre en compte lorsque l’on compare les processeurs ARM et Intel. La supériorité de l’un par rapport à l’autre dépend toujours de l’appareil, de son utilisation prévue et de sa consommation d’énergie. En revanche avec l’arrivé de ARM dans le domaine du super computing la donne est largement entrai de virer vers l’architecture embarqué qui commence à largement faire sa place dans le marché professionnel, notamment avec Apple récemment qui a sortis ses modèles M1 Pro et M1 Max.