Les puces ASIC et SoC de nouvelle génération façonnent l'avenir de l'électronique et de l'informatique

Le monde de l'électronique et de l'informatique évolue rapidement, porté par les progrès réalisés dans le domaine des matériels spécialisés. Parmi les composants les plus influents figurent les circuits intégrés spécifiques à une application ( ASIC ) et les systèmes sur puce ( SoC ). Ces puces équipent une multitude d'appareils, des smartphones aux centres de données, et les innovations à venir promettent de transformer en profondeur leurs performances, leur efficacité et leurs capacités dans un avenir proche. Cet article explore les puces ASIC et SoC qui devraient avoir un impact significatif au cours des 12 à 36 prochains mois, en mettant en lumière leurs applications, leurs innovations et les entreprises qui pilotent leur conception et leur fabrication.

Que sont les puces ASIC et SoC et pourquoi sont-elles importantes ?

Les puces ASIC sont des circuits intégrés conçus sur mesure pour une application spécifique plutôt que pour un usage général . Cette spécialisation leur permet d' offrir des performances et une efficacité énergétique supérieures pour des tâches ciblées telles que le minage de cryptomonnaies, l'inférence IA ou le traitement réseau.

Les SoC intègrent de multiples composants (cœurs de processeur, GPU, contrôleurs de mémoire et autres périphériques ) sur une seule puce . Cette intégration réduit la taille, la consommation d'énergie et le coût, ce qui rend les SoC idéaux pour les appareils mobiles, les systèmes embarqués et, de plus en plus, l'informatique de périphérie.

Les circuits intégrés spécifiques (ASIC) et les systèmes sur puce (SoC) sont essentiels pour repousser les limites de la vitesse, de l'efficacité énergétique et des fonctionnalités en électronique. Leur évolution influence directement la vitesse et les performances des futurs appareils.

Puces ASIC à venir et leur impact

Plusieurs puces ASIC sont en développement, conçues pour accélérer des charges de travail spécifiques et améliorer l'efficacité énergétique. Voici quelques exemples notables :

1. Puce NVIDIA Grace Hopper Superchip

La puce Grace Hopper de NVIDIA associe un processeur basé sur l'architecture ARM à un GPU NVIDIA , connectés via NVLink haut débit. Ce circuit intégré spécifique (ASIC) est destiné aux charges de travail d'entraînement et d'inférence d'IA dans les centres de données.

• Objectif : Accélérer l'entraînement des modèles d'IA et l'analyse de données à grande échelle.

• Nouveautés : Intégration étroite CPU-GPU avec une bande passante de 900 Go/s, permettant un échange de données plus rapide et une latence réduite.

• Impact : Devrait améliorer la vitesse de traitement de l'IA tout en réduisant la consommation d'énergie par rapport aux configurations CPU-GPU traditionnelles.

  
  

2. Bitmain Antminer S19 XP ASIC

Bitmain reste leader sur le marché des ASIC pour le minage de cryptomonnaies. L'Antminer S19 XP est conçu pour le minage de Bitcoin et offre des taux de hachage et une efficacité énergétique améliorés.

• Objectif : Minage spécialisé de Bitcoin.

• Nouveautés : un taux de hachage de 140 TH/s avec une efficacité énergétique de 21,5 J/TH, améliorant la rentabilité et réduisant l'impact environnemental.

• Impact : Établit de nouvelles normes en matière de performance minière, influençant l'économie des réseaux blockchain.

  
  

3. ASIC Google TPU v5

L'unité de traitement tensoriel (TPU) v5 de Google est un ASIC conçu pour les charges de travail d'apprentissage automatique dans Google Cloud.

• Objectif : Accélérer l'inférence et l'entraînement de l'IA dans les environnements cloud.

• Nouveautés : Performances par watt supérieures à celles du TPU v4, prenant en charge des modèles plus complexes.

• Impact : Permet des services d'IA plus rapides et réduit les coûts opérationnels pour les clients du cloud.

  
  

Systèmes sur puce à suivre au cours des 12 à 36 prochains mois

Les SoC continuent d'évoluer rapidement, notamment dans les secteurs du mobile, de l'automobile et de l'informatique de périphérie. Voici quelques SoC à venir qui devraient influencer le marché :

1. SoC Apple M5

La puce M5 d'Apple, lancée fin 2025, équipera la prochaine génération d'ordinateurs Mac.

• Objectif : Informatique générale axée sur la performance et l'efficacité énergétique.

• Nouveautés : Basé sur le procédé 3 nm de TSMC, il offre une densité de transistors plus élevée, des cœurs de processeur et de carte graphique améliorés et des capacités de moteur neuronal améliorées.

• Impact : Offrira une puissance de calcul plus rapide et une autonomie accrue, repoussant les limites des appareils informatiques personnels.

  
  

2. Qualcomm Snapdragon 8 Gen 5

Le Snapdragon 8 Gen 5 de Qualcomm cible les smartphones haut de gamme et les appareils AR/VR.

• Objectif : Informatique mobile avec des améliorations en matière d’IA, de graphisme et de connectivité.

• Nouveautés : moteur d’IA amélioré, GPU Adreno mis à niveau et modem 5G intégré avec une meilleure gestion de l’énergie.

• Impact : Améliore l'expérience mobile grâce à des graphismes plus fluides, des tâches d'IA plus rapides et une autonomie de batterie prolongée.

  
  

3. NVIDIA Jetson Orin SoC pour véhicules autonomes

Le SoC Jetson Orin de NVIDIA est conçu pour la conduite autonome et les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS).

• Objectif : Traitement en temps réel des données des capteurs et inférence par IA dans les véhicules.

• Nouveautés : Combine plusieurs cœurs de processeur ARM avec de puissants GPU et des accélérateurs d'IA dédiés.

• Impact : Permet de créer des véhicules autonomes plus sûrs et plus performants, avec une prise de décision plus rapide.

  
  

Principales entreprises de design et fabricants

Le marché des ASIC et des SoC est dominé par quelques acteurs clés qui conçoivent et fabriquent ces puces à grande échelle.

Principales entreprises et fabricants de conception de circuits intégrés spécifiques (ASIC)

• Bitmain : leader des ASIC pour le minage de cryptomonnaies avec des produits comme la série Antminer.

• Google : Conçoit des TPU personnalisés pour les charges de travail d'IA dans son infrastructure cloud.

• NVIDIA : Développe des circuits intégrés spécifiques (ASIC) pour l'accélération de l'IA et le calcul haute performance.

  
  

Principaux concepteurs et fabricants de SoC

• Apple : Conçoit ses propres SoC (séries M et A) en mettant l'accent sur l'intégration et l'efficacité.

• Qualcomm : Un fournisseur majeur de SoC mobiles qui alimentent les appareils Android dans le monde entier.

• NVIDIA : Expansion dans les SoC automobiles et de calcul en périphérie.

• Samsung et MediaTek : acteurs clés dans la conception et la fabrication de SoC mobiles.

  
  

Partenaires de fabrication

• TSMC : Le plus grand fabricant de puces sous contrat, produisant de nombreux ASIC et SoC avancés utilisant des nœuds de processus de pointe (3 nm, 5 nm) .

• Samsung Foundry : Concurrence TSMC dans la fabrication de semi-conducteurs de pointe.

• GlobalFoundries : Spécialisée dans les technologies de procédés pour les circuits intégrés spécifiques (ASIC).

  
  

Ce que ces puces apportent à l'électronique et à l'informatique

La nouvelle génération de puces ASIC et SoC offre plusieurs améliorations :

• Performances supérieures : des vitesses de traitement plus rapides permettent des applications plus complexes et une gestion des données en temps réel.

• Efficacité énergétique : des nœuds de processus plus petits et des conceptions optimisées réduisent la consommation d’énergie, un facteur essentiel pour une utilisation mobile et dans les centres de données.

• Intégration : Les SoC combinent plusieurs fonctions sur une seule puce, réduisant ainsi la taille et le coût du système.

• Spécialisation : les ASIC adaptent le matériel à des tâches spécifiques, améliorant ainsi la vitesse et l’efficacité par rapport aux puces à usage général.

• Intelligence artificielle et apprentissage automatique : de nombreuses nouvelles puces intègrent des accélérateurs d’IA dédiés, répondant ainsi à la demande croissante d’applications intelligentes.

  
  

À quoi s'attendre au cours des 1 à 3 prochaines années

Au cours des 12 à 36 prochains mois, ces puces deviendront courantes dans divers secteurs :

• Électronique grand public : des smartphones, des ordinateurs portables et des objets connectés plus rapides et plus efficaces, grâce à des SoC avancés.

• Centres de données : les ASIC axés sur l’IA accéléreront les services cloud et l’analyse de données.

• Automobile : Les SoC comme NVIDIA Orin permettront une conduite autonome plus sûre.

• Cryptomonnaie : Des mineurs ASIC plus efficaces auront une incidence sur les réseaux blockchain et la consommation d’énergie.

  
  

Ces évolutions façonneront les performances des appareils, leur autonomie et les nouvelles fonctionnalités qu'ils offriront.