Un avenir propulsé par une IA moins gourmande en énergie

Le lancement de l'iPhone 16 en septembre de cette année a été l'occasion de dévoiler l'Apple Intelligence, une suite de fonctions d'intelligence artificielle. Cependant, un aspect moins mis en avant est que, pour la première fois depuis 2021, Apple a conçu un nouveau processeur pour les modèles aussi bien Pro (haut de gamme) que non Pro. Au cours des trois dernières années, si vous achetiez un nouvel iPhone non Pro, il était équipé du processeur de l'année précédente en raison des défis posés par la loi de Moore et de l'augmentation du coût des processus les plus avancés en matière de fabrication de semi-conducteurs. Toutefois, cette année, le lancement de la suite d'IA générative d'Apple a obligé le géant technologique à exploiter la toute dernière technologie de semi-conducteurs pour l'ensemble de ses nouveaux iPhones, et ce afin de relever les défis de consommation d'énergie croissante induite par l'IA.

L'innovation d'Apple donne le ton

Il s'agit d'une inflexion importante, car la direction prise par l'iPhone a tendance à s'imposer à d'autres appareils périphériques (qui utilisent des applications nécessitant un traitement et un stockage en temps réel). La plupart des progrès réalisés par l'iPhone au fil des années se retrouvent aujourd'hui dans les centres de données, car l'accent est mis sur l'économie d'énergie, un aspect qui a toujours été d'une importance capitale pour les appareils mobiles en raison des contraintes liées à la durée de vie de la batterie. Répondre aux défis énergétiques du monde de l'IA ouvre un large champ d'opportunités.

Un vaste cycle de mises à niveau des appareils périphériques est en cours

Nous sommes actuellement au début d'un cycle majeur de mises à niveau des appareils périphériques visant à nous préparer aux futurs copilotes IA (assistants virtuels intelligents). Dans les smartphones, la conception des processeurs vise à augmenter la puissance de traitement, notamment autour des unités de traitement neuronal pour l'IA, en exploitant des technologies telles que les transistors « gate-all-around » (GAA), des techniques de packaging avancées telles que la compression thermique et les liaisons hybrides, et ce afin réaliser cette mise à niveau des performances tout en respectant les contraintes « d'espace réel » du silicium dans le téléphone ainsi que de durée de vie de la batterie.

Le nouvel iPad, lancé au début de l'année, a introduit pour la première fois des écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED), une technologie utilisée dans l'iPhone depuis de nombreuses années. Les écrans sont les plus gros consommateurs d'énergie d'un appareil périphérique. Historiquement, les écrans LCD (à cristaux liquides) utilisaient un rétroéclairage gourmand en énergie, mais les écrans OLED utilisent des matériaux naturellement phosphorescents pour générer de la lumière, ce qui permet d'économiser une quantité importante d'énergie. L'autonomie de la batterie est ainsi libérée pour prendre en charge la puissance de traitement supérieure requise par l'Apple Intelligence.

Les processeurs à faible besoin d'énergie conçus par Arm sont utilisés dans l'iPhone depuis ses débuts. Aujourd'hui, nous voyons ces processeurs Arm arriver dans les ordinateurs portables, alors même que nous entrons dans un cycle de mise à niveau visant à permettre aux copilotes IA de fonctionner. Il y a plusieurs années déjà, Apple avait abandonné les anciens processeurs Intel x86 au profit des processeurs Arm dans ses MacBook. Le reste de l'industrie suit le mouvement en cherchant à répondre aux spécifications de performance définies par Microsoft Copilot sans faire de compromis sur l'autonomie de la batterie. En outre, les nouveaux processeurs Qualcomm Snapdragon Elite X promettent la perspective réjouissante de pouvoir laisser le chargeur de votre ordinateur portable à la maison en prolongeant l'autonomie de la batterie.

Les progrès des smartphones se propagent aux centres de données

Des tendances similaires sont observées dans les centres de données. Les anciens processeurs x86 sont également remplacés par des processeurs Arm moins gourmands en énergie, une tendance qui s'accentue avec l'introduction du Grace Blackwell de NVIDIA cette année, ainsi qu'avec les processeurs Arm personnalisés conçus par des hyperscalers comme Amazon Graviton ou Google Axiom. Le stockage de l'iPhone a recours à la technologie NAND flash plutôt qu'aux disques durs traditionnels utilisés dans les centres de données. Contrairement à un disque dur dont le moteur tourne, la mémoire flash NAND ne comporte aucune pièce mobile ce qui permet de réduire la consommation d'énergie. Les centres de données d'IA passent désormais au stockage flash NAND et aux baies All-Flash pour tirer parti de leurs performances supérieures et de leur faible consommation d'énergie. Compte tenu de l'augmentation exponentielle du débit de données, la mise en réseau est une autre source importante de consommation d'énergie dans les centres de données d'IA. Heureusement, le dernier commutateur Tomahawk 5 de Broadcom consomme environ 95 % d'énergie de moins que la première génération introduite il y a dix ans.

Opportunités dans les défis énergétiques du secteur technologique

Nous sommes entrés dans une phase d'accélération majeure de l'innovation visant à relever les défis énergétiques d'un avenir propulsé par l'IA. Même si des risques seront toujours présents, de nombreuses opportunités d'investissement émergeront grâce à l'innovation technologique qui permettra d'aplanir la courbe de consommation d'énergie dans les prochaines années, ce qui aura également des effets bénéfiques en matière de durabilité.