Les micro-architectures des SoC ARM de nos Mac stagnent, Réactions à la publication du 29/08/2025

[Paul Emploi]

Suite à cet article où j'indique que TSMC est le principal facteur d'augmentation des performances de nos Mac ARM des familles M, je voulais apporter une vision chiffrée sur mon assertion "L'augmentation de performances de chaque génération de SoC Apple, que ça soit A ou M, doit principalement à TSMC ...".


J'ai comparé le M4 du Mac mini M4 et le M1 du Mac mini M1...


L'augmentation des performances multithread est de 73,2% en 4 ans. Impressionnant!

Mais le premier facteur est la fréquence passée de 3,2 Ghz à 4,4 Ghz, soit 37,5% d'augmentation, grâce aux process de plus en plus avancés de TSMC.
Plus de la moitié de l'augmentation de performances est du au saut en fréquence!!!
Cela se remarque avec les TDP, le M1 de 15W et le M4 de 22W approximativement.

Le second facteur est l'augmentation du nombre de cœurs, passés de 4 Performances + 4 Économiques, à 4 + 6. Là aussi avec un impact négatif sur le TDP.
Environ 16,7% de gain en test multithread, les cœurs Économiques ne comptant pas comme des cœurs Performance!


Le troisième facteur sont les optimisations ou avancées micro-architecturales, qui ne représentent qu'autour de 8% en 4 ans à fréquence et nombre de cœur comparables. Du sur-place!
Il me semble qu'Apple est dans une impasse coté micro-architectures de ses SoC.

TSMC est bien le premier facteur d'augmentation des performances de nos Mac et de nos iBidules en général!


Lien vers le billet original

[blueG3]

de façon générale , meme coté pc ,
les fréquence bus cpi / mémoire ont bien augmenté ces 2 dernières années ,
et AMD essaye d'ajouter 1 a 2 cœur pour un meme résultat d'enveloppe thermique
et du cache 3D .

le gain vient plus par avx512 en terme de performance pure c'est au moins 50% entre la generation zen3 et zen5.
https://www.phoronix.com/review/ryzen-9600x-9700x/4

https://www.phoronix.com/review/amd-zen4-avx512/6

https://www.phoronix.com/review/amd-strix-halo-avx512

[Paul Emploi]

En parallèle dans les SoC Apple on est passé de 8 instructions décodées par cycle (M1) à 12 (M4).
Et de 2 unités Neon 128 Bits (M1) à 4 (M4) !

Ça n'a pas servi à grand-chose hors cas exceptionnels...

Apple heurte des limites architecturales, malgré d'immenses progrès micro-architecturaux qui ne servent à quasiment rien!
J'en suis à me demander si le M1 avec plus de cœurs et des fréquences plus élevées, dans la gravure TSMC "3nm" utilisée aujourd'hui, ne serait pas plus efficace en multithread que le M4 ?!?

[malloc]

Dans 10 ans quand le M7 aura simplement été un M6 qui chauffe, on ressortira le M1 mieux gravé et une ou deux nouvelles unités dédiées

Toute ressemblance avec des événements passés...

[Pat94]

Salut,

En 1971, Intel nous a sorti le 4004 (4 bits), premier microprocesseur de la gamme. Depuis, il y a eu une évolution de cette technologie à marche forcée, mais maintenant nous arrivons aux limites physiques et quantiques de ce concept et que cela vaut pour tous les types de circuits.
Aussi, rien d'étonnant que les SoC ARM ou autres commencent à avoir une évolution qui stagne, à part quelques artifices pour améliorer les traitements des données, plus de révolution en vue ou à venir pour les circuits silicium.

[chianti's yogurt]

Avoir un microprocesseur qui pédale vite, c'est bien.... à condition d'avoir du code optimisé !

[fudo]

Quelque soit les architectures j'ai l'impression qu'il en a toujours été ainsi que l'augmentation des fréquences étaient ce qui boostaient les performances.
Bref, c'est dommage pour le TDP car c'est un signe de consommation électrique supérieure, de chauffe et donc de température supérieure, entraînant des ventilos, systèmes de refroisissement, throttle des disques SSD, vieillissement prématuré des circuits, bref je pousse à l'excès mais c'est la contre-partie négative.
Donc y a plus qu'à demander à l'AI quel type d'architecture pourrait être la suivante ?

[almux]

Personnellement, je trouve que le "sur place" actuel n'est pas si mal que cela!
Bien sûr, on voudra toujours plus et plus vite... Mais, honnêtement: ce qu'il est possible de faire sur un "simple ordi" en 2025 est juste fantastique!

[Bunios]

Si je ne me trompe pas sur la feuille de route de TSMC, le N2 est prévu pour 2026 et le N1,4 pour 2028. On va bien arriver un jour à un "mur" technologique. Donc des gains nulles.

Il faudra bien un jour que l'on change de technologie, non ?

A+

[Paul Emploi]

Si je ne me trompe pas sur la feuille de route de TSMC, le N2 est prévu pour 2026 et le N1,4 pour 2028. On va bien arriver un jour à un "mur" technologique. Donc des gains nulles.

Effectivement mais le mur était prévu autour de "2 nm" et il semble qu'on puisse aller plus loin.
Mais jusqu'où?!?

Je pense qu'une solution passera par des micro-architectures plus simples, contrairement à ce qu'on a observé jusqu'à présent, donc peut-être aussi des architectures 64 bits plus simples. RISC-V pourrait en faire parti si des plateformes standards émergeaient, car il y a une énorme fragmentation dans son univers.

Prenons le M1 de 2020 à 3.2 Ghz avec 4 cœurs Performance et 4 cœurs économiques.
Faisons-le tourner aujourd'hui à 4,4 Ghz via le process "3nm" TSMC actuel, comme le M4 de base.
Passons-le en 5+5 cœurs (le M4 est 4+6 cœurs), en augmentant donc de 25% son nombre de transistors.
Et on aurait des performances multihtread similaires à celles du M4.

Mais la différence énorme est qu'un tel M1 ne comporterait que 20 milliards de transistors, contre 40% de plus (28 milliards) dans le M4!
On voit donc aussi que le M4 est moins efficace que le M1, avec une belle gabegie de transistors, et donc en consommant forcément plus à performances similaires.
Avec les 28 milliards de transistors du M4, on pourrait avoir un plus simple M1 en 7+7 cœurs et qui irait 30% à 40% plus vite!

Une autre façon de visualiser cela est le nombre de commutations possibles de transistors par unité de temps (secondes) par rapport aux performances mesurées.
Le M4 a 2,4 X ce nombre par rapport au M1, mais ne délivre que 1,73X les performances: il y a 28% de gâchis en 4 ans et 3 générations.
La Loi de Moore indique une augmentation continue (exponentielle) du nombre de transistor à surface identique, mais ni si ils iront plus vite, ni si ils seront efficaces, et depuis un bon bout de temps, l'efficacité par transistor diminue.

[almux]

Si je ne me trompe pas sur la feuille de route de TSMC, le N2 est prévu pour 2026 et le N1,4 pour 2028. On va bien arriver un jour à un "mur" technologique. Donc des gains nulles.

Il faudra bien un jour que l'on change de technologie, non ?*

A+

* OK... Mais pour en faire quoi?
En principe, un outil est d'abord inventé pour être utile.

[linus]

Si je ne me trompe pas sur la feuille de route de TSMC, le N2 est prévu pour 2026 et le N1,4 pour 2028. On va bien arriver un jour à un "mur" technologique. Donc des gains nulles.

Effectivement mais le mur était prévu autour de "2 nm" et il semble qu'on puisse aller plus loin.
Mais jusqu'où?!?

Si j'ai bien compris (ai je bien compris ?), la fameuse évolution de la finesse de gravure joue beaucoup sur les mots. La limite est déjà atteinte mais, par exemple, au lieu d'avoir transistors horizontaux, ils sont maintenant verticaux. On ne mesure plus leur taille réelle mais leur épaisseur. Ce genre d'astuce a permis de continuer une course en avant en trompe-l'oeil, bénéfique pour la consommation, moins bénéfique pour les performances. Mais un des experts de MacBidouille nous en dira sans doute plus !

[Paul Emploi]

Si je ne me trompe pas sur la feuille de route de TSMC, le N2 est prévu pour 2026 et le N1,4 pour 2028. On va bien arriver un jour à un "mur" technologique. Donc des gains nulles.

Effectivement mais le mur était prévu autour de "2 nm" et il semble qu'on puisse aller plus loin.
Mais jusqu'où?!?

Si j'ai bien compris (ai je bien compris ?), la fameuse évolution de la finesse de gravure joue beaucoup sur les mots. La limite est déjà atteinte mais, par exemple, au lieu d'avoir transistors horizontaux, ils sont maintenant verticaux. On ne mesure plus leur taille réelle mais leur épaisseur. Ce genre d'astuce a permis de continuer une course en avant en trompe-l'oeil, bénéfique pour la consommation, moins bénéfique pour les performances. Mais un des experts de MacBidouille nous en dira sans doute plus !

+100

C'est pourquoi je mets "2 nm" entre guillemets: il y a une sorte de mensonge institutionnalisé dans "2 nm".
Le mur a déjà été rencontré d'une certaine façon, les transistors verticaux en sont la preuve, la question qui reste est jusqu'où pourra-t-on continuer, et j'ai peur que la physique quantique (on en est là puisque les fuites par tunnels quantiques entre transistors!) n'apporte une réponse désagréable.

Le point essentiel étant les fuites par tunnels quantiques!
No CPU et SoC sont "quantiques" mais pas de la bonne façon...

[Laszlo Lebrun]

Le mur a déjà été rencontré d'une certaine façon, les transistors verticaux en sont la preuve, la question qui reste est jusqu'où pourra-t-on continuer, et j'ai peur que la physique quantique (on en est là puisque les fuites par tunnels quantiques entre transistors!) n'apporte une réponse désagréable.

Si on recommençait à faire des logiciels moins inefficaces qui arrêtent de téléphoner partout en permanence, au lieu de faire le boulot qu'omn leur demande, on n'aurait pas besoin de cette gabegie de transistors.

[Paul Emploi]

Le mur a déjà été rencontré d'une certaine façon, les transistors verticaux en sont la preuve, la question qui reste est jusqu'où pourra-t-on continuer, et j'ai peur que la physique quantique (on en est là puisque les fuites par tunnels quantiques entre transistors!) n'apporte une réponse désagréable.

Si on recommençait à faire des logiciels moins inefficaces qui arrêtent de téléphoner partout en permanence, au lieu de faire le boulot qu'omn leur demande, on n'aurait pas besoin de cette gabegie de transistors.

C'est un point excellent, et qui touche à l'écologie aussi, notamment pour le Web.

Il y a des langages plus efficaces, on peut faire des sites plus légers, d'ailleurs la page d'accueil de Google Search et même ses réponses le démontrent.

Mais le choix est d'économiser sur le développement (et les développeurs), en utilisant des langages très lents (principalement PHP et Python que j'apprécie et utilise), au prix de serveurs plus gros, plus nombreux, plus consommateurs.
Et coté pages Web, hors justement ces forums légers et économiques (écologiques!), il est courant de télécharger plusieurs mégaoctets à chaque page!

[Laszlo Lebrun]

Le mur a déjà été rencontré d'une certaine façon, les transistors verticaux en sont la preuve, la question qui reste est jusqu'où pourra-t-on continuer, et j'ai peur que la physique quantique (on en est là puisque les fuites par tunnels quantiques entre transistors!) n'apporte une réponse désagréable.

Si on recommençait à faire des logiciels moins inefficaces qui arrêtent de téléphoner partout en permanence, au lieu de faire le boulot qu'omn leur demande, on n'aurait pas besoin de cette gabegie de transistors.

C'est un point excellent, et qui touche à l'écologie aussi, notamment pour le Web.

Il y a des langages plus efficaces, on peut faire des sites plus légers, d'ailleurs la page d'accueil de Google Search et même ses réponses le démontrent.

Mais le choix est d'économiser sur le développement (et les développeurs), en utilisant des langages très lents (principalement PHP et Python que j'apprécie et utilise), au prix de serveurs plus gros, plus nombreux, plus consommateurs.
Et coté pages Web, hors justement ces forums légers et économiques (écologiques!), il est courant de télécharger plusieurs mégaoctets à chaque page!

Le langage est une chose, la surexploitation publicitaire en est uen autre, bien plus impactante. Et on peut raisonablement se demander sie cette gebegie de pub a encore une efficacité.
Moi, si une pub s'immisce dans mon activité, cela me fait détester leur produit, et leur construction est tellement bête!

[Paul Emploi]

Moi, si une pub s'immisce dans mon activité, cela me fait détester leur produit, et leur construction est tellement bête!

On est deux! En fait des millions probablement!

[cyril231275]

Ok, un énième article négatif concernant la pomme...à un certain moment si c'est si décevant, la porte vers autre chose existe. C'est bien d'avoir gardé un esprit critique sur ce que pond la pomme et de ne pas acclamer béatement chaque sortie de produit ou de logiciel, mais quand le ton est systématiquement négatif ça lasse un peu. MacBidouille a totalement perdu sa ligne éditoriale originelle : elles sont où les bidouilles ? Nulle part en fait. Plus aucun article visant à nous faire découvrir des astuces intéressantes, à nous faire gagner en efficacité sur nos machines, à en tirer le maximum...Non à la place de cela, une succession de Ouin Ouin sur Apple Intelligence dont on se fiche éperdument (90% des articles de ce site au bas mot) et même sur la partie qu'Apple maitrise tout de même pas mal, le matériel, il faut encore trouver quelque chose de négatif à dire, ou tout du moins pas franchement positif...Le M4 tourne vite et en silence sans chauffer outre mesure (j'en ai moi même un), c'est tout ce qui compte pour le moment, le reste c'est du découpage de cheveux en 4 qui ne font pas avancer le schmilblick. Déjà sur le M3 on a lu des ouin ouin similaires sur MacBidouille...

[flabecot]

Je ne vais pas aller dans le sens de tout le monde

regardez les perfs de la partie GPU du M1 et comparez avec celles du M4. et la différence de perf n'est pas juste liée à la fréquence et au nombre de cores. La prise en charge du raytracing depuis le M3 est une belle avancée.

Regardez aussi l'évolution du NPU pour l'IA (certe, l'intégration dans OSx n'est pas encore au top )
Et on peut rajouter le décodage / encodage des vidéos qui progressent aussi et d'autres évolutions comme le nombre de port thunderbolts pris en charge ou la quantité de RAM.

Alors certe, la partie purement CPU n'évolue qu'à la marge mais les Mx ne sont pas que des CPU

[Paul Emploi]

Alors certe, la partie purement CPU n'évolue qu'à la marge mais les Mx ne sont pas que des CPU

C'est pas faux, mais ce que j'ai écris pour les performances CPU, j'aurais pu aussi l'écrire pour les performances GPU ou NPU!

Si certains peuvent croire que les performances NPU ont plus que doublé, c'est faux: c'était donné en int8 pour le M1 mais c'est maintenant donné en int4 pour le M4.

[jeandemi]

Il me semblait que le support du Raytracing était apparu avec le M2 et non le M3, me trompe-je?

[macfredx]

Ok, un énième article négatif concernant la pomme...à un certain moment si c'est si décevant, la porte vers autre chose existe. C'est bien d'avoir gardé un esprit critique sur ce que pond la pomme et de ne pas acclamer béatement chaque sortie de produit ou de logiciel, mais quand le ton est systématiquement négatif ça lasse un peu. MacBidouille a totalement perdu sa ligne éditoriale originelle : elles sont où les bidouilles ? Nulle part en fait. Plus aucun article visant à nous faire découvrir des astuces intéressantes, à nous faire gagner en efficacité sur nos machines, à en tirer le maximum...Non à la place de cela, une succession de Ouin Ouin sur Apple Intelligence dont on se fiche éperdument (90% des articles de ce site au bas mot) et même sur la partie qu'Apple maitrise tout de même pas mal, le matériel, il faut encore trouver quelque chose de négatif à dire, ou tout du moins pas franchement positif...Le M4 tourne vite et en silence sans chauffer outre mesure (j'en ai moi même un), c'est tout ce qui compte pour le moment, le reste c'est du découpage de cheveux en 4 qui ne font pas avancer le schmilblick. Déjà sur le M3 on a lu des ouin ouin similaires sur MacBidouille...

C'est sûr que lire les commentaires (au moins) des news sur MB donne l'impression d'être au bal des aigris.
J'avais quitté MB quand les (rares) news de Lionel ont commencées à me donner l'impression d'être dans les news de M4E (et ce n'est pas un compliment).
Je suis revenu il y a quelques mois pour les articles techniques (et uniquement ceux-là… ) de Paul Emploi (même si je n'y comprends pas tout, n'étant ni électronicien, ni développeur, ça m'intéresse).
Pour le reste, pas sûr que je reste encore très longtemps, mais ce n'est pas grave, je survivrai.
On est bien loin du MacBidouille que j'ai connu à une époque, où j'attendais avec impatience que Lionel rentre de vacances, parce que c'était long, 15 jours sans articles...

Ce message a été modifié par macfredx - 31 Aug 2025, 21:14.

[Paul Emploi]

Bienvenu au club

[aranaud]

On est bien loin du MacBidouille que j'ai connu à une époque, où j'attendais avec impatience que Lionel rentre de vacances, parce que c'était long, 15 jours sans articles...

En même temps, il reste quoi comme bidouille à faire sur du matériel collé et soudé (pas encore scellé) ? Les soudures des CMS ne semblent pas à la porter du premier venue. Et le matériel sur connecteur est systématiquement verrouillé.

[macfredx]

On est bien loin du MacBidouille que j'ai connu à une époque, où j'attendais avec impatience que Lionel rentre de vacances, parce que c'était long, 15 jours sans articles...

En même temps, il reste quoi comme bidouille à faire sur du matériel collé et soudé (pas encore scellé) ? Les soudures des CMS ne semblent pas à la porter du premier venue. Et le matériel sur connecteur est systématiquement verrouillé.

Il reste les bidouilles logicielles.

[STRyk]

Entre les truc soudés, l'OS qui change tout le temps, les iTruc qui parlent à je-ne-sais-qui, je suis complètement en dehors de tout ce que fait Apple.
Marre...
On a jutse besoin de quelques porgrammes OPTIMISES et clairs. Pas de choses futiles et que l'on ai à nous expliquer qu'on pourrapas s'en passer, on sais ce que l'on a besoin.
Apple prends vraiment ses clients pour des nanards.
C'est bien dommage avec un processeur prometteur mais des OS et des progammes devenus idiots si on ne vie pas avec l'IA dans la tête (ou la place de sa tête)...

[Laszlo Lebrun]

On a jutse besoin de quelques porgrammes OPTIMISES...

Ils sont optimisés. Mais pas pour toi ! S'ils l'étaient, on n'aurait presque plus besoin de matériel neuf.

[STRyk]

Bah ouais, avec tout le merdier des "kits" ultra lourds...
Avant avec 128k les mecs faisaient des trucs de dingue !
Les softs ne sont pas optimisés, le code est bourré de choses inutiles, donc pour les un ou les autres c'est pareil, c'est blindé pour rien.
Le pire ce sont dans les téléphones portables. Mais personne n'en parle...

[flabecot]

Alors certe, la partie purement CPU n'évolue qu'à la marge mais les Mx ne sont pas que des CPU

C'est pas faux, mais ce que j'ai écris pour les performances CPU, j'aurais pu aussi l'écrire pour les performances GPU ou NPU!

Si certains peuvent croire que les performances NPU ont plus que doublé, c'est faux: c'était donné en int8 pour le M1 mais c'est maintenant donné en int4 pour le M4.

Pas faux mais il fallait bien montrer un coté positif pour alimenter le débat

Je pense que coté CPU, tu as raison il n'y a pas de débat.

Après, la course actuelle pour les nerfs se joue sur le NPU, certes, avec un gain moins élevé que le chiffre d'Apple mais quand même, et surtout le GPU avec la capacité de mettre plus de coeurs et d'augmenter la qualité du rendu. Apple ayant fait le choix de se couper des cartes Nvidia et, avec le passage au Mx, aux Radeon d'AMD, il n'y a plus le choix.

Le vrai gain CPU a été de passer des X86 aux ARM. Si l'on regarde la concurrence, sur une même archi, les évolutions se font aussi à la marge, en grappillant % après % chaque année et Apple est comme les autres.

Pour casser la baraque une nouvelle fois, il faudra peut être changer de type de proc et quitter ARM

[flabecot]

Avant avec 128k les mecs faisaient des trucs de dingue !
...

Pas faux, avec 128k dans un ordi de même pas 10 Kg, on faisait des scrollings hyper fluides en 16 couleurs sur un écran en 640*480 et les données arrivaient grace a des diskettes gavées d'au moins 800 Ko de mémoire pouvant être lu a au moins 200 000 bits/seconde ... Abondance et performances étaient la philosophie de la bonne époque

Maintenant, on a des jeux en 3D à peine plus fluide sur des écrans en 2622 x 1206 et 16 millions de couleurs avec un téléphone de plus de 170 grammes avec des flux de données d'à peine quelques centaines de Mo/seconde... c'est la loose totale et la déchéance des informaticiens modernes...

Mais tout le monde a oublié les années 80