Kal-El : la future puce ARM de Nvidia embarque un 5e coeur

01 juin 2018 à 15h36
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Kal-El, la future puce ARM à quatre coeurs de Nvidia, embarquera finalement un cinquième coeur. Lui aussi de type Cortex A9, il affichera une consommation électrique réduite et prendra en charge les opérations requises pendant les phases de veille ou de faible activité du système, pour prolonger son autonomie.

Plus de coeurs pour plus d'autonomie ? Telle semble être la logique suivie par Nvidia. L'américain vient en effet de dévoiler l'un des grands principes de l'architecture de sa future puce quadri-coeurs Kal-El (nom de code du futur Tegra 3) destinée au marché des smartphones et tablettes tactiles. Celle-ci révèle la présence d'un cinquième coeur d'exécution de type Cortex A9, qui n'aura pas vocation à augmenter la puissance de calcul globale, mais à remplacer tout ou partie des quatre coeurs principaux pour les opérations les moins gourmandes. Une approche similaire avait été adoptée par Texas Instruments pour la mise au point du récent OMAP 4470 ou de l'OMAP 5432.

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Qualifié de « compagnon » chez Nvidia, ce cinquième coeur doit fonctionner à une fréquence maximale de 500 MHz, suffisante pour assurer le pilotage des services résidant en mémoire, ainsi que certaines tâches élémentaires. Gravé, comme ses quatre homologues, en 40 nm TSMC, il fait appel à un procédé de fabrication différent, favorisant la faible consommation au profit des performances. Comme ils ne sont pas amenés à fonctionner en même temps, le compagnon et les coeurs classiques partagent un même cache de second niveau (L2).

Le principe, baptisé Variable Symmetric Multiprocessing et abrégé en vSMP, est donc le suivant : lorsque l'appareil est utilisé de façon active, tout ou partie des quatre coeurs principaux sont réveillés et mis à contribution. Dès que l'activité en cours est interrompue, ils s'arrêtent au profit de ce coeur compagnon, moins énergivore, qui prend le relais pour l'exécution des tâches de fonds. Selon Nvidia, le délai nécessaire à l'alimentation d'un des coeurs, à la mise hors service de celui qui n'est plus utilisé et à la stabilisation des tensions de fonctionnement serait de l'ordre de 2 millisecondes.

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Les algorithmes de gestion de la puce disposent par ailleurs de contrôles permettant de déterminer dans quelles conditions la bascule doit s'opérer, afin que le « compagnon » ne prenne le relais qu'en cas de réelle absence de besoin des coeurs principaux. Aucune optimisation ne serait donc nécessaire au niveau du système d'exploitation et des couches logicielles supérieures. Fort de ce dispositif, Nvidia assure être en mesure de réduire la consommation électrique de Kal-El par rapport à celle de l'actuelle Tegra 2, alors que l'on passe de deux à quatre coeurs d'exécution et que les performances devraient logiquement se révéler supérieures. Les chiffres évoqués dans le graphique ci-dessous doivent logiquement être pris avec des pincettes tant qu'aucun test indépendant n'est venu les confirmer.

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Nvidia détaille le concept du vSMP au travers d'un livre blanc accessible depuis son site Web. Rappelons que la sortie de Kal-El est censée intervenir d'ici la fin de l'année.
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