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SoC : Tout savoir sur les processeurs mobiles de nos smartphones

Qui ne s’est jamais interrogé sur certains composants de ses produits high-tech ? A quoi sert la RAM ? Qu’est-ce qu’un processeur mobile (SoC) ? Quelle est l’utilité de tel ou tel capteur photo… On s’est tous posé des questions, mais est-ce qu’on est toujours allé chercher la réponse ? Nous avons ainsi décidé d’éclaircir tout cela dans une série d’articles expliquant l’utilité et les spécificités de plusieurs composants. Pour commencer, laissez-nous vous présenter le soc, connu plus généralement sous le nom de processeur mobile.


Qu’est ce que le SoC ou processeur mobile dans un smartphone ? 

Le SoC ou System on a Chip (Système sur une puce) est un composant regroupant l’ensemble des puces intégrées dans un appareil mobile. Ainsi, on les retrouve par exemple dans nos téléphones, tablettes ou même montres connectées. Nommé généralement « processeur mobile », celui-ci est la pierre angulaire permettant le bon fonctionnement de nos smartphones. 

soc processeur mobile smartphone qualcomm Snapdragon
Processeur smartphone Qualcomm Snapdragon

On pourrait par exemple le comparer à l’architecture d’un ordinateur. En effet, un PC se compose de plusieurs éléments essentiels: le processeur, la RAM, la carte graphique, les cartes réseau, les disques durs… Chacun de ces composants est ensuite monté sur un élément central: la carte mère. Le SoC quant à lui est un peu comme cette carte mère, mais pour nos appareils mobiles. En effet, son architecture regroupe une grande variété de puces telles que le CPU (processeur), le GPU (carte graphique), les dispositifs réseau tels que le Wi-Fi ou la 5G ainsi que bien d’autres micro-éléments.

Si ces termes ne vous disent rien au premier coup d’œil, ceux-ci n’ont rien de bien sorcier. Découvrez désormais de quoi se compose précisément le SoC et l’intérêt des composants qu’il intègre.


De quoi se compose le SoC d’un appareil mobile ?

Comme dit précédemment, le SoC est un PC miniature à lui-même. C’est lui qui va contrôler l’ensemble des fonctions de votre smartphone. Cela peut aller du simple coup de fil jusqu’à la captation vidéo 4K par exemple.

architecture SoC Samsung Exynos 990
Architecture du SoC Samsung Exynos 990 (Galaxy S20)

Le processeur (CPU)

Le processeur ou Central Power Unit (CPU) est le cœur du SoC. Son fonctionnement est identique à celui d’un ordinateur. On y retrouve donc plusieurs cœurs cadencés à différentes fréquences effectuant des threads et stockant des informations en cache. Pas de panique, on vous explique tous ces termes !

Les cœurs

Un processeur compte de nos jours plusieurs cœurs, on parle couramment de dual-core, quad-core ou d’octo-core parfois. Ainsi, ces processeurs se composent respectivement de deux, quatre ou huit cœurs. Ils sont très importants, car ils agissent comme des « moteurs » indépendants. Ceux-ci permettent de lancer une ou plusieurs applications de manière simultanée (multitâche) et permettent l’utilisation d’application lourde comme des jeux.

La fréquence

La fréquence d’un processeur est sa vitesse, elle va donc naturellement déminer la vitesse de réalisation d’une tâche. Mesurée en gigahertz (GHz), celle-ci est souvent différente entre chaque coeurs.

Les threads

Les cœurs réalisent ce qu’on appelle un thread, littéralement un fil d’exécution, une tâche qui doit être réalisée par le processeur.

Le cache

C’est une petite mémoire intégrée au processeur tout comme la RAM. En effet, celle-ci va permettre de stocker les informations récurrentes au plus près du processeur pour éviter d’avoir à aller les chercher sans arrêt.

Le carte graphique (GPU)

La puce graphique ou le Graphics Power Unit (GPU) est un élément bien connu pour les gamers, car c’est lui qui est en charge de calculer les images. Celle-ci prend ainsi en charge les images en 2D et en 3D que ce soit une page web, une vidéo de chat ou encore votre partie endiablée de Fortnite. Autant vous dire qu’elle a énormément de travail, puisque celui-ci doit calculer la couleur à afficher sur chaque pixel de l’écran de votre smartphone. Par exemple dans le cas d’une image Full HD (1920×1080), le GPU affiche 2 073 600 pixels différents ou 8 294 400 pixels pour de l’Ultra HD (3840×2160).

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Smartphone Gaming Xiaomi Black Shark 3 Pro

Rappelons également que ce calcul est fait selon la fréquence de rafraichissement de l’écran. Celle-ci peut par exemple varier entre 60 et 120 fois par secondes.

La puce neuronale (NPU)

La puce neuronale ou Neutral Processing Unit (NPU) est une puce en charge de l’intelligence artificielle de votre smartphone. Les calculs de l’intelligence artificielle ont longtemps été faits par le biais de serveurs dans le cloud (distant). Néanmoins, depuis quelques années pour des raisons de rapidité et de vie privée, les calculs se font sur votre smartphone. C’est utile par exemple dans Google Traduction pour reconnaître des caractères, pour optimiser les photos ou encore l’autonomie.

Le modem

La partie réseau de votre smartphone est également embarquée dans le SoC. Il est bon de noter que c’est la partie la plus compliquée à développer et implémenter, de plus c’est un point crucial pour un smartphone. Ainsi, le modem gère non seulement le Wifi, Bluetooth, le NFC ou bien encore les technologies mobiles. C’est-à-dire la 4G, ou plus récemment la 5G mais également de plus vieux réseaux tels que la 3G.

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Modem Intel 5G

Le processeur de signal numérique (DSP)

Le processeur de signal numérique ou Digital Signal Processor (DSP) est en charge de traiter les signaux numériques. Ainsi, il va permettre le filtrage, la compression ou encore l’extraction de différents signaux tels que la musique ou encore une vidéo.

Le processeur d’image (ISP)

Le processeur d’image ou Image Signal Processor (ISP) est une puce prenant en charge la création d’images numériques. Dans la réalité et de par leurs tailles minuscules, les capteurs photo de nos smartphones sont mauvais. La qualité qu’il est actuellement possible d’obtenir est intimement liée à cette puce. En effet, c’est grâce à elle que votre smartphone va traiter la prise et la création de votre photo.

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Capteurs photo One Plus 8

Le processeur sécurité (SPU)

Le processeur de sécurité ou Secure Processing Unit (SPU) est le bouclier de votre smartphone. Son alimentation électrique est indépendante afin de ne pas pouvoir être éteint en cas d’attaque sur celui-ci. Le SPU est d’une importance capitale, celui-ci va stocker vos données biométriques, bancaires, votre SIM ou encore vos titres de transport. C’est lui qui contient les clés de chiffrement de vos données.

Bien évidemment, nous vous avons présenté les puces les plus communes, la diversité des architectures de nos processeurs mobiles se veut tout de même assez grande. Maintenant que vous connaissez les différentes parties du SoC et leur utilité, découvrez les derniers processeurs du moment et leurs spécificités techniques principales (CPU et GPU).


Quels sont les derniers processeurs mobiles (SoC) du moment ?

Dans le monde des SoC mobiles, vous avez surement déjà entendu parler des processeurs mobiles Snapdragon. Ceux-ci sont les plus utilisés sur le marché et sont produits par l’entreprise Qualcomm. D’une autre part, certains constructeurs, tels que Apple, Samsung ou même Huawei, disposent de processeurs qui leur sont propres. Afin de vous offrir un aperçu de la gamme de processeurs mobiles sur le marché, nous vous avons rapidement détaillé les dernières puces SoC les plus performantes.

Apple (A13 Bionic)

La marque à la pomme dispose de puces SoC spécifiques. La dernière version de SoC en date est la puce A13 Bionic. Équipé sur les iPhone 11, le SoC dispose d’un CPU 6 coeurs: 2 coeurs 2.65 GHz Lightning et 4 coeurs 1.8 GHz Thunder. Le GPU du SoC est le A13 GPU 4 cores.

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SoC Apple A13 des iPhone 11 et 11 Pro

Qualcomm (Snapdragon 865)

Fournisseur prioritaire pour de nombreuses compagnies de téléphonies, Qualcomm est le leader sur le marché des SoC mobiles. Son dernier petit bijou de technologie est le Snapdragon 865. Monstre de performance, celui-ci dispose d’un CPU 5G 8 coeurs: 1 cœur 2.8 GHz Kryo 585, 3 cœurs 2.4 GHz Kryo 585 et 4 cœurs 1.8 GHz Kryo 585. Le GPU quant à lui est un Adreno 650.

Huawei (Kirin 990)

La célèbre marque chinoise Huawei compose aussi de son côté les processeurs mobiles de ses smartphones. Du nom de Kirin 990, ce dernier SoC est notamment embarqué sur les nouveaux Huawei P40 et P40 Pro. On y retrouve un CPU 5G 8 coeurs avec 2 coeurs 2.86GHz A76, 2 coeurs 2.36GHz A76 et 4 coeurs 1.95GHz A55. La carte graphique (GPU) est un Mali-G76 MP16.

SoC Kirin 990 5G embarqué sur les Huawei P40 et P40 Pro

Samsung (Exynos 990)

Exynos est le nom de la série de processeurs mobiles produite exclusivement par Samsung. Le dernier de la bande est le SoC Exynos 990 équipant les derniers Samsung Galaxy S20 en Europe. En effet, les processeurs de la marque sud-coréenne ne sont pas adaptés au réseau américain, ses derniers smartphones sont donc dotés du Snapdragon 865 précédemment cité. Revenons à nos moutons, le Soc Exynos 990 dispose d’un CPU 5G 8 coeurs: 2 coeurs 2.73GHz Samsung M5, deux coeurs 2.5GHz Cortex A76  et quatre coeurs 2GHz Cortex A55. Pour finir, le GPU est un ARM Mali G77MP11.


Et voilà, vous en avez appris un petit peu plus sur les SoC ! S’il vous reste des questions à ce sujet ou que vous souhaitez plus de précisions, n’hésitez pas à nous contacter en commentaire. La semaine prochaine, on vous parlera de la RAM, mémoire vive de nos smartphones.


Article écrit en collaboration avec Mévin

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Scotti

Scotti, 24 ans, passionné de jeux vidéo indépendants et de nouvelles technologies. Créateur du média vidéo twitter @bref_lactu

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