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SoC, processeur, GPU et IA : les composants qui font la puissance du Smartphone

Xiaomi Mi 8 Explorer Edition | eBoons

Par Florent Boon
Publié le mercredi 17 juin 2020
Mis à jour le mercredi 24 février 2021

Il n’y pas de secret pour vous : le Smartphone comprend de nombreuses pièces pour pouvoir fonctionner. Malgré les différences entre les modèles et les marques, la structure reste la même. SoC, processeurs, GPU ou IA…, certains termes contenus dans les fiches techniques vous mettent en difficulté. Découvrez alors ici les composants qui font la puissance de votre Smartphone.

Le SoC ou le cerveau du Smartphone

Appelé aussi « processeur mobile », le SoC (System on a Chip) est le principal composant qui fait tourner votre Smartphone. Pour un ordinateur, vous avez certainement pu voir l’existence de plusieurs composants tels que processeur, carte graphique, carte son…, logés (séparément ou non) sur la carte mère. Avec un Smartphone, l’architecture est différente. Le SoC est une puce intégrant à plusieurs composants dont les plus connus sont, entre autres :

  • L’unité de traitement ou le CPU (Central Processing Unit). Dans un Samartphone, le CPU effectue les mêmes tâches que celui d’un ordinateur, mais avec des différences importantes ;
  • Le GPU (Graphic Processor Unit) qui assure le traitement graphique ;
  • Le NPU (Neural Processing Unit) ou unité de traitement neuronal. Intégré dans les Smartphones haut de gamme, ce composant trouve son importance dans les tâches d’apprentissage automatique ou d’intelligence artificielle. Notamment, la reconnaissance vocale ou faciale ;
  • Les modems chargés de la gestion du WiFi, du Bluetooth et des dispositifs réseaux.

Soc Snapdragon

Le SoC assure également d’autres fonctions : la gestions et l’interconnexion entre les autres composants comme les appareils photos, l’écran, la mémoire ou le stockage additif. Autrement dit, le SoC est le cerveau du Smartphone et dirige tout, du système d’exploitation au bon fonctionnement des autres composants. C’est pour cette raison que le SoC prend le nom de « microcontrôleur« .

Les processeurs : les pièces maîtresses du SoC

Pour simplifier, le processeur est un composant qui gère tout ce qui se passe dans un Smartphone et qui assure son bon fonctionnement. C’est lui, par exemple, qui assure d’afficher sur l’écran les résultats de toutes les opérations que vous demandez. Sur un Soc, on rencontre au moins ces 3 processeurs (appelé aussi chipset) : le CPU (Central Processing Unit), le GPU (Graphics Processing Unit) et le NPU (Neural Processing Unit).

Le CPU ou l’unité centrale de traitement

Au sein d’un SoC, le CPU, joue à peu près le même rôle que celui d’un PC. La différence vient du fait que le processeur pour Smartphones comprend un ou plusieurs « cœurs » (ou core) qui vont se partager la charge de travail entre eux. Chaque cœur est conçu selon une architecture CPU et une fréquence maximale données. Cette notion d’architecture parait très importante car elle pourrait influer sur la performance de l’appareil. Par exemple, un processeur haut de gamme quatre cœurs cadencé à 1,2 GHz peut se trouver plus performant qu’un autre à huit cœurs et cadencé à 1,5 GHz. En d’autres termes, le nombre de « cœurs » n’est pas obligatoirement un indicateur de puissance. Pour ménager la batterie, les processeurs intègrent deux types de cœurs : les cœurs puissants pour les applications gourmandes en ressources et les cœurs à faible consommation d’énergie.

CPU Snapdragon

L’unité de traitement graphique ou GPU

Les GPU (Graphics Processing Unit) sont des composants spécialisés pour la manipulation d’images. Les processeurs graphiques sont chargés de remplir tous les pixels de l’écran en répétant plusieurs fois la plupart des opérations graphiques. Pour un Smartphone, le GPU a une architecture plus légère que celui d’un ordinateur. Ce qui lui permet de prendre moins de place, de moins chauffer et donc de moins consommer en énergie. On désigne par « framerate » le taux d’images débité par le GPU, c’est-à-dire le nombre d’images par seconde.

Deux sociétés rivalisent dans ce domaine : ARM avec ses processeurs dotés de l’architecture Mali et Qualcomm avec la série de processeurs graphiques Adreno.

Mali-G78 GPU ARM

L’unité de traitement neuronal (NPU), dédiée exclusivement à l’intelligence artificielle

Sur votre Smartphone, la puce neuronale (NPU – Neutral Processing Unit) se charge de l’intelligence artificielle (IA). Cette tâche a été longtemps dédiée aux serveurs dans le Cloud. Cependant, les calculs se font désormais sur votre Smartphones. A cela plusieurs raisons : la rapidité, l’économie d’énergie et la sécurisation de la vie privée. Ayant la faculté d’apprendre et de reconnaître, le NPU est capable de prendre des décisions. Plus performant que le CPU, le NPU consomme peu d’énergie et protège les données personnelles.

ARM Neutral Processing Unit (NPU)

En ce qui concerne la qualité des photos, les capacités de l’IA sont remarquables. Avec l’intelligence artificielle, impossible de pas réussir vos prises de vue avec votre Smartphone ! La détection des objets et des scènes ainsi que la reconnaissance des visages s’effectuent grâce à des algorithmes prédéfinis. Appréciez vous-même avec ces 2 exemples. Pas de visage sur l’image ? Dans ce cas, votre Smartphone comprendra qu’il a affaire à une photo de paysage et va s’adapter au contexte. Et qu’est-ce qu’il va faire lorsqu’un visage représente plus de 20 % de l’image ? Tout simplement, le capteur passe en mode « portrait » !

Les principales marques de processeurs mobiles

Dans ce domaine, quatre marques émergent du lot : Snapdragon de Qualcomm, Kirin de Huawei, Exynos de Samsung et Helio de Mediatek. Cependant, Qualcomm reste le plus grand fournisseur dans ce secteur. La marque propose ses processeurs mobiles en 4 catégories : Snapdragon 4xx, Snapdragon 6xx, Snapdragon 7xx et Snapdragon 8xx. Grosso modo, la série 4xx correspond à l’entrée de gamme, les séries 6xx et 7xx au milieu de gamme et enfin, la série 8xx au haut de gamme.

La mémoire vive (RAM – Random Access Memory)

Sur les annonces ou les fiches techniques de l’appareil qui vous intéresse, vous lirez que le Smartphone tourne avec « un processeur épaulé par 6 Go de RAM et une mémoire interne de 64 Go extensible jusqu’à 128 Go » … Là, il faut faire la différence entre mémoire vive et mémoire interne (ou espace de stockage). La RAM ou mémoire vive permet au processeur de rester performant lorsqu’il doit réaliser des tâches énergivores. Plus sa capacité est grande, plus la performance de votre Smartphone sera meilleure. En tout cas, le choix du modèle à prendre dépendra de l’utilisation pour laquelle vous destinez votre appareil. En général, les Smartphones d’aujourd’hui intègrent une RAM de capacité 2, 6 ou 8 Go.

Ram LPDDR4x 12G Samsung

La mémoire interne (ROM – Read Only Memory)

Appelé d’une autre manière « mémoire de stockage », la mémoire interne permet de stocker, par exemple, ses photos, ses musiques et vidéos. Dans un Smartphone, la ROM joue le même rôle qu’un disque dur dans votre ordinateur. Elle permet de stocker les applications que vous avez installées, les photos ainsi que d’autres données que vous aimeriez stocker. Dans certains produits d’entrée de gamme, la capacité de stockage peut varier de 6 à 8 Go. En revanche, il nous arrive souvent de voir des Smartphones haut de gamme embarquer une capacité supérieure, jusqu’à 512 Go et même plus ! De plus, cette capacité est parfois extensible par l’adjonction d’une carte micro SD si un « slot » dédié à cet effet est prévu. Ce qui permet d’augmenter son espace de stockage à moindre prix…

Cependant, avec l’existence des services de stockage en ligne et de streaming de musique, cette caractéristique semble prendre moins d’importance.

Modem et réseaux

En plus du CPU et du GPU, certains fabricants intègrent sur le SoC une partie modem pour la gestion du Wifi, du Bluetooth et de plusieurs types de réseaux comme la 3G, la 4G ou la 4G+ et même la 5G actuellement. Qualcomm, Intel et Samsung sont les trois principaux constructeurs qui proposent dans son Soc une puce compatible 5G.

Les autres éléments à prendre en compte

Au moment de choisir son Smartphone, beaucoup se soucient du design et de l’autonomie de l’appareil. La technologie de l’écran et la batterie qui équipe l’appareil sont des critères qui peuvent faire la différence.

L’écran : la technologie LCD ou OLED ?

Lorsque vous vous décidez à acheter un Smartphone, la caractéristique de l’écran est l’élément qui vous attire en premier. Vous avez raison car c’est lui qui va vous assurer l’essentiel du confort dans son utilisation. Aujourd’hui, les modèles de Smartphones haut de gamme proposent des écrans AMOLED ou SUPER AMOLED à la place du LCD. La particularité de la technologie SUPER AMOLED vient du fait que l’écran tactile est intégré à la dalle.

Entre les deux technologies LCD et OLED, la différence se situe au niveau de l’éclairage de la dalle. En effet, pour pouvoir améliorer le contraste, l’écran LCD nécessite un système de rétroéclairage installé à l’arrière de la dalle. En revanche, avec la technologie OLED, le rétroéclairage se fait par pixels. Ce qui permet à l’écran d’afficher des noirs parfaits et un contraste infini. En conclusion, les écrans OLED sont plus fins, plus lumineux et mieux contrastés.

La batterie

Pour la batterie, deux éléments sont à prendre en compte : la capacité et la vitesse de rechargement. Théoriquement, la capacité de la batterie détermine l’autonomie du Smartphone. Cette autonomie dépendra toutefois de la consommation des différents éléments qui composent le Smartphone : le SoC, l’écran, les optimisations logicielles du constructeur, etc. Plus la valeur de la capacité est grande, mieux ce sera pour le bon fonctionnement de l’appareil.

Batterie Xiaomi Mi 9

Pour s’assurer d’un bon fonctionnement de son Smartphone, le mieux est d’opter pour une batterie de capacité 3 500 mAh au minimum. De plus, il faut opter pour un appareil embarquant un port du type USB-C qui permet une charge rapide de la batterie. Le chargeur doit, à cet effet, présenter une puissance d’au-moins 10 Watts.

Les téléphones Xiaomi : le meilleur rapport qualité-prix

Xiaomi, le fabricant chinois de Smartphones, propose ses produits en trois gammes : Mi, Mi Mix et Redmi Note. Le principal atout de la société Xiaomi est qu’elle arrive à mettre sur le marché des Smartphones à prix accessible. Un Smartphone Xiaomi est synonyme de qualité et de petits prix. Les matériaux utilisés sont de bonne facture, même sur les modèles en entrée de gamme. De plus, la plupart des Smartphones du fabricant embarquant des batteries de capacité supérieure à 4000 mAh.

Xiaomi-Redmi Note 8

Voici un comparatif de quelques produits Xiaomi :

MODELESCARACTERISTIQUES TECHNIQUES
Xiaomi Mi Note 10Processeur Snapdragon 730G épaulé par 6 Go de RAM
GPU : Qualcomm Adreno 618
Stockage : 128 Go (non extensible)
Ecran de 6,47 pouces incurvé, technologie : AMOLED 3D
5 capteurs à l’arrière : un objectif principal (108 Mpx), un ultra-angle (20 Mpx), deux téléobjectifs (12 Mpx, 5 Mpx) et un macro (2 Mpx)
Caméra photo avant : 32 Mpx
Capteur d’empreinte (sous l’écran) et reconnaissance faciale (2D)
OS : Android 9.0 + MIUI 11
Réseau : 4G toutes fréquences
Batterie : 5260 mAh
Prix : 549 euros
Xiaomi Mi 10 ProProcesseur Snapdragon 865 couplé avec 8/12 Go de RAMGPU : Qualcomm Adreno 650
Stockage : 128/256/512 Go
Ecran de 6,67 pouces, technologie : AMOLED HDR10+
4 capteurs à l’arrière : un objectif principal (108 Mpx), un ultra-angle (20 Mpx), deux téléobjectifs (12 Mpx, 8 Mpx)
Caméra photo avant : 20 Mpx
Capteur d’empreinte (sous l’écran)
OS : Android 10 + MIUI 11
Réseau : 4G
Batterie : 4500 mAh avec recharge rapide 50 W
Prix : 999 euros pour la configuration 8 Go (RAM)/256 Go (Stockage)
Xiaomi Mi 9T ProProcesseur Snapdragon 855 couplé avec 6 Go de RAM
GPU : Qualcomm Adreno 640
Stockage : 64/128 Go
Ecran de 6,39 pouces, technologie : AMOLED
2 capteurs à l’arrière : un objectif principal (48 Mpx), un ultra-angle (13 Mpx), 1 téléobjectif (8 Mpx)
Caméra photo avant : 20 Mpx
Capteur d’empreinte (intégré à l’écran) et reconnaissance faciale
OS : MIUI 10 basé sur Android 9.0 Pie
Réseau : 4G
Batterie : 4000 mAh avec recharge rapide 27 W
Port USB-C
Prix : 449 euros pour la configuration 6 Go RAM/128 Go stockage
Xiaomi Redmi 8AProcesseur Snapdragon 439 couplé avec 2 Go/3Go de RAM
GPU : Qualcomm Adreno 505
Stockage : 32 Go, extensible 512 Go
Ecran de 6,2 pouces, technologie : LCD
Capteur à l’arrière : 12 Mpx
Caméra photo avant : 8 Mpx
Capteur d’empreinte (intégré à l’écran) et reconnaissance faciale
OS : Android 9.0
Réseau : 4G
Batterie : 5000 mAh avec recharge rapide 18 W
Port USB-C
Prix : 399,99 euros

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