À l'intérieur du MacBook Pro 2016 d'Apple: choix d'unités de traitement graphique

Les consommateurs Apple de longue date ont en tête ce qu’ils attendent d’un Mac moderne pro-désigné. Les utilisateurs attendent les processeurs les plus rapides, le plus de mémoire, des lecteurs rapides et un traitement graphique rapide.

Aucune de ces attentes n'est toutefois satisfaite par la gamme de produits Apple Mac actuellement en expédition. Le Mac Pro a été rafraîchi en 2013 et n’a pas été revu depuis. Le MacBook Pro a été mis à jour en 2015, mais en raison de facteurs divers, certains points de repère ont été dépassés par rapport aux modèles des années précédentes.
Nous pensons que le MacBook Pro 2016 haut de gamme de 15 pouces disposera d'un nouveau processeur graphique "Polaris" d'AMD, tandis que les modèles bas de gamme de 15 pouces et tous les modèles de 13 pouces seront dotés de graphiques Intel intégrés.

Bien que les interfaces Thunderbolt et USB nouvelles et plus rapides soient les solutions les plus évidentes pour l’extérieur des nouveaux ordinateurs, les performances peuvent être considérablement améliorées, voire compromises, par le choix d’une unité de traitement graphique (GPU) par Apple. L’histoire d’inclusion du processeur graphique par Apple dans ses produits n’a cependant pas toujours été formidable.

Les développements récents sur le marché des GPU peuvent changer tout cela.

AMD a récemment brisé le monopole de Nvidia sur les GPU autonomes sur Mac. Sur le marché au sens large, les deux versions s'affrontent avec des versions de GPU très récentes et très puissantes.

Sur la base de ces développements et des tendances actuelles du marché Apple, nous pensons que toute révision 2016 du MacBook Pro comportera un nouveau GPU AMD "Polaris" haut de gamme et évitera les offres plus rapides ou les GPU de tout autre fournisseur, en dépit de leur disponibilité. Nous pensons également qu'Apple poursuivra sa tendance "assez bonne" et s'en tiendra aux graphiques Intel intégrés sur le MacBook Pro bas de gamme et sur tout MacBook Pro 13 pouces.

Pour comprendre pourquoi prend un examen.

Les besoins de traitement graphique hors CPU ont toujours existé

Les co-processeurs pour le traitement des graphiques existent depuis les années 70. Le développement a été conduit en premier lieu par l'industrie du jeu et, plus récemment, par la communauté scientifique.

Les années 80 et 90 ont vu les premiers prédécesseurs du GPU, avec une large utilisation des puces blitter pour la vidéo au début des années 90. Les puces Blitter étaient des sous-processeurs conçus à l'origine pour déplacer et modifier rapidement les données dans la RAM en synchronisme avec les fréquences de rafraîchissement de l'affichage, éliminant ainsi la charge du processeur principal à une époque où la vitesse d'horloge du processeur était mesurée en mégahertz et pouvait être comptée à la main .

Avec le développement de la technologie des machines d'arcade vidéo, la demande en graphismes 3D à accélération matérielle s'est accrue sur le marché en pleine croissance des ordinateurs personnels. Le terme "unité de traitement graphique" remonte à la fin des années 90 en tant que terme de marketing.

Parlant de la fin des années 90, le développement des API 3D s'est alors divisé entre OpenGL et DirectX de Microsoft. OpenGL et son descendant direct, OpenCL, sont largement utilisés par Apple dans MacOS et iOS à ce jour.

Pendant une brève période au début du développement du processeur graphique, Apple a remporté le prix du rendement en rendu 3D avec la carte ATI Rage 128 de 16 Mo dans la tour G3 bleue et blanche.

Tournant du siècle

Sorti en 2001, le Nvidia GeForce 3 peut être considéré comme le premier GPU "moderne", encapsulant la première utilisation de l'ombrage programmable, plutôt que l'approche antérieure moins efficace de "transformation matérielle et éclairage". Le calcul en virgule flottante a été ajouté en 2002 à de nombreux GPU.

En 2006, la série GeForce 8 a été introduite avec des grappes de processeurs travaillant en tandem, rendant les calculs scientifiques possibles sur le GPU. La plate-forme CUDA de Nvidia (à ne pas confondre avec la puce de gestion de l'alimentation CUDA, relativement ancienne d'Apple), introduite en 2007, était le premier "standard" pour l'informatique GPU.

L'avènement de puissants appareils mobiles polyvalents annoncés par l'iPhone a obligé les développeurs de GPU à prendre en compte la consommation d'énergie et la puissance de calcul. Les techniques de fabrication destinées à la téléphonie mobile ont commencé à passer au développement du processeur graphique à cette époque.

Depuis 2007, AMD et Nvidia ont pris le contrôle de près de 100% du marché des GPU grand public.

Passé du GPU à damier d'Apple

Dans l’ensemble du secteur, la plupart des ordinateurs livrés jusqu’en 2007 avaient des graphiques intégrés peu performants, mais les offres d’Apple avaient généralement des graphiques dédiés. Toute expansion ou mise à niveau du processeur graphique au cours de cette période a été réalisée via un slot AGP, PCI ou PCI-e, sans doute absent sur les lignes mini d'iMac et Mac d'Apple, sans parler des ordinateurs portables.

Entre le G3 bleu et blanc et la renaissance du Mac Pro en 2013, les offres de GPU d'Apple, même dans les configurations à la commande, n'ont jamais été à la pointe de la technologie. Par exemple, lorsque le Mac mini est sorti du processeur G4 et mis à jour avec la famille Intel Core, il a longtemps été confronté au processeur graphique intégré Intel GMA950.

Grâce aux pilotes fournis par Nvidia, les Mac Pro 2008 à 2012 peuvent prendre en charge certaines cartes graphiques modernes et les logiciels associés à CUDA via l'interface PCI-e. Les performances sont quelque peu limitées sur le Mac Pro 2008 en raison des limitations architecturales de l'ordinateur, qui a maintenant huit ans.

Le Mac Pro 2013 qui a remplacé la tour Mac Pro 2012 était révolutionnaire pour son époque. Les processeurs graphiques AMD FirePro D300, D500 et D700 ont surpassé tous les autres produits disponibles sur le marché.

Le temps a marché. Du point de vue de la puissance de traitement brute, le D700 est capable de générer 3,5 téraflops de puissance de calcul. Le GPU GTX 980 PCI-e a publié en 2015 des points de repère à 6,4 téraflops.

Trois ans n’ont pas permis d’améliorer autant les offres de processeurs d’Intel que l’efficacité énergétique, mais il est clair que la technologie GPU a fait un bond en avant depuis cette époque.

Ordinateur portable en tant que centrale informatique portable?

Le passage d’Apple aux composants pour ordinateurs portables sur une large gamme de sa gamme de produits a conduit à l’inclusion de jeux de puces pour GPU discrets et mobiles, ou à la dépendance vis-à-vis des chipsets vidéo intégrés Intel. Même si le D700 était mis à disposition sous une forme mobile, des problèmes de consommation d’énergie empêcheraient une batterie longue durée de la batterie d’un portable, ce que le marché de l’informatique moderne semble accorder à une valeur supérieure à celle de la puissance de traitement ces dernières années.

Le développement des processeurs Intel a stagné au cours des dernières années en termes de vitesse, ce qui a conduit le MacBook Pro i7 Retina 15 pouces 2012 à rester compétitif par rapport au modèle 2015 et, dans certains cas, à le surpasser. Apple a été vivement critiqué pour ses mises à jour peu fréquentes, mais le problème est clairement multiple.

La plus grande perte de l'échec d'Apple à mettre à jour fréquemment son matériel n'est pas au niveau des performances du processeur, mais bien de l'avancement de la technologie GPU. La capacité graphique intégrée des processeurs Intel est bien supérieure à celle d'il y a quelques années à peine, mais elle reste remarquablement limitée par rapport aux jeux de puces dédiés pour mobiles.

La moitié de l'image

Nvidia fournit à l'iMac unibody slim avec des jeux de puces GPU de classe mobile depuis 2012. D'autres offres de Nvidia parsèment la gamme de produits Apple aux côtés du concurrent AMD.

En juillet, Nvidia a annoncé le GPU d'interface PCI-e série 1000, basé sur l'architecture "Pascal" de la société. Bien que la puce 1060 bas de gamme ne soit pas plus rapide que la 980 haut de gamme de la génération précédente qui écrase le D700 en termes de performances, la gestion de l’énergie a considérablement progressé par rapport aux générations précédentes.

La technologie "Pascal" de Nvidia est l'aboutissement d'une décennie de travail englobant les processeurs de bureau et mobiles. La vitesse brute du processeur graphique de bureau a subi une pollinisation croisée pour répondre aux besoins de consommation d’énergie des périphériques mobiles lors du développement de la nouvelle gamme de GPU.

En août, les versions "mobiles" des GPU Nvidia de la série 1000 ont été annoncées. Pour la première fois, il n'y a que des différences mineures entre les versions d'ordinateur portable et les versions de bureau. Nvidia affirme que la version mobile du nouveau processeur graphique correspond à 10% du modèle de bureau sur lequel elle était basée.

Les performances des versions de bureau à mobile des architectures de puces précédentes variaient considérablement. Les écarts de performances entre les deux oscillaient généralement entre 30 et 50%, en fonction de l’implémentation. Apple décidait généralement de ralentir un processeur graphique, ce qui réduirait encore les écarts afin de réduire la chaleur et d’améliorer la durée de vie de la batterie.

L'autre côté

Après l’achat d’ATI Technologies en 2006, AMD fournit depuis quelque temps déjà à Apple des GPU de marque Radeon. Les familles AMD M290, M380 et M390 pilotent la gamme Retina iMac, à la seule exception d’un iKM 4K utilisant les cartes graphiques intégrées Intel Iris Pro.

AMD a également une nouvelle série de GPU. La série "Polaris" RX 400 a été dévoilée au printemps et vient d'être livrée aux détaillants sous forme de carte d'extension PCI-e. La société revendique des performances de 5,8 téraflops dans la version haut de gamme de la carte, ce qui pourrait être un déploiement plus rentable que les alternatives nVidia, du moins pour le moment.

Cependant, tout pilote pour une inclusion AMD dans un nouveau MacBook Pro nécessiterait un package de pilote personnalisé. Nvidia s’occupe de la plupart des tâches "lourdes" pour le codage MacOS, et AppleInsider a appris qu'Apple codait pour les processeurs graphiques AMD inclus dans ses produits. Cependant, la plupart du travail a déjà été fait à ce sujet, car les GPU AMD dominent la gamme Retina iMac actuelle.

Tout récemment, un nouvel ordinateur portable de jeu a été dévoilé, utilisant la première variante mobile de la technologie RX 400 "Polaris". L'édition limitée HP Omen propose une version mobile de la puce RX 460, HP et AMD affirmant que l'ordinateur portable ne diffère que de très peu d'images par seconde par rapport à la version de bureau du GPU.

Avant l'actualisation de la gamme d'ordinateurs de jeu HP Omen, seules de vagues promesses concernant les futures livraisons d'une puce AMD "Polaris" pour mobile avaient été faites.

Sur la base des similitudes de fabrication et des performances présumées du RX 460 AMD pour mobile, les jeux de puces haut de gamme basés sur AMD Polaris pour ordinateurs portables que le RX 460 auront des exigences en puissance et des performances similaires à celles des variantes mobiles annoncées du GPU Nvidia 1000. Cependant, nous ne nous attendons pas à voir Nvidia ni des GPU AMD haut de gamme dans le MacBook Pro.

Les grandes préoccupations abondent

Comme nous l'avons mentionné dans la première partie de la série, le nouveau processeur «Kaby Lake» d'Intel adapté au MacBook Pro n'est pas attendu avant quelques mois. Les améliorations apportées aux routines de traitement graphique intégrées avec le nouveau processeur ne seront donc pas améliorées. être réalisé. Les problèmes relatifs à un processeur MacBook Pro potentiel seront abordés dans un prochain épisode de cette série, mais pour le moment, nous ne pensons pas que l'actualisation imminente du MacBook Pro comportera la septième génération du processeur Intel Core-series.

Donc, omettre "Kaby Lake" laisse la sixième génération de processeur "Skylake". Les jeux de puces graphiques intégrés sont nettement plus avancés et offrent des performances supérieures à celles des années précédentes. Les avantages en termes de consommation d'énergie liés à l'omission d'un GPU dédié ne peuvent être niés.

La combinaison des deux facteurs en faveur des graphiques intégrés indique clairement une raison d'omettre un GPU dédié dans l'actualisation MacBook Pro bas de gamme. Toutefois, la prédilection récente d'Apple à les utiliser en mode "Pro" pose problème, d'autant plus compte tenu de l'âge relatif du processeur "Skylake".

Compte tenu de l’état actuel du marché des GPU, l’utilisation continue des GPU AMD semble probable avec la puce de la série "Polaris" qui semble évidente pour le nouveau MacBook Pro, alors que seule la version bas de gamme de la puce est prête pour le mobile. Certainement pas garanti, mais évident.

Apple a vendu 4,3 millions de Mac au troisième trimestre de 2016, qui s'est achevé en juin, générant 5,2 milliards de dollars. Au cours du même trimestre, il a vendu 40,4 millions d’iPhone, générant un chiffre d’affaires de 24 milliards de dollars.

L'objectif de la société a changé et, avec lui, le type de consommateur sur lequel elle se situe. La renaissance du MacBook 2015 en est un parfait exemple. La très longue période qui s'écoule entre la dernière actualisation du MacBook Pro et celle qui s'écoule maintenant est étonnante et révélatrice.

Apple continuera à créer des Mac, ne serait-ce que pour soutenir ses initiatives de développement iOS, watchOS et tvOS. Dans la poursuite d'une nouvelle et plus large clientèle ayant des buts et objectifs différents de ceux des précédents acheteurs d'Apple, les nouvelles machines n'ont tout simplement pas le niveau de performances graphiques que les aficionados du Mac à long terme réclament.