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Qualcomm prévoit de nouvelles puces pour concurrencer Apple dans le domaine des "Wearables" (vêtements)

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Les plateformes W5 et W5+ Gen 1 passent au nœud de 4 nm et bénéficient de nouvelles capacités d'économie d'énergie.

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Qualcomm intensifie la pression concurrentielle sur Apple en prévoyant de commencer à vendre une gamme de puces à très faible consommation d'énergie spécialement conçues pour le marché en plein essor des smartwatchs et des wearables.

Baptisées Snapdragon W5 et W5+ Gen 1, ces puces représentent un énorme saut de génération pour Qualcomm, qui les a fabriquées sur le nœud de 4 nm et est passée à une nouvelle architecture ultra-basse consommation qui consomme moins d'énergie et est plus intelligente quant à la façon dont elle utilise la batterie disponible.

Pankaj Kedia, responsable mondial des "smart wearables" chez Qualcomm, a déclaré que les deux puces étaient conçues dès le départ pour les "wearables". Qualcomm a commencé à travailler sur cette plateforme il y a trois ans, avant même de lancer son prédécesseur, le Wear 4100, en éliminant tout ce qui n'était pas nécessaire pour le marché des wearables. Elle a remanié tout ce qui restait pour l'adapter aux caractéristiques uniques que les consommateurs attendent d'une smartwatch, comme l'affichage permanent et l'autonomie d'une journée.

le secteur des "wearables" continue de croître et de présenter des opportunités dans de multiples segments à un rythme sans précédent", a-t-il déclaré, ajoutant que les plateformes W5+ et W5 représentent son "saut le plus avancé à ce jour"

Combler le fossé

Bien que la série Snapdragon Wear équipe la grande majorité des smartwatches Wear OS, les puces sont généralement à la traîne par rapport aux systèmes en boîtier (SiP) de la série "S" conçus par Apple et qui sont au cœur de l'Apple Watch.

La société espère que les plates-formes Snapdragon W5 et W5+ aideront les sociétés d'électronique à lutter contre Apple, qui détient actuellement environ 30 % de parts de marché dans le domaine des smartwatches et qui a réalisé environ la moitié des ventes mondiales l'année dernière.

Vingt-cinq appareils basés sur les plates-formes W5 et W5+ Gen 1 sont en préparation, dont des smartwatches équipées de Wear OS 3 de Google, la dernière version du système d'exploitation du fabricant d'Android pour les montres.

Qualcomm tente de s'assurer une part plus importante du marché des smartwatches, qui a augmenté de 24 % en 2021, avec un record de plus de 40 millions d'unités livrées au cours du seul quatrième trimestre de l'année dernière, selon Counterpoint Research.

L'entreprise est passée du nœud de 12 nm de son prédécesseur au processus de 4 nm, plus avancé et plus économe en énergie, ce qui la met davantage sur un pied d'égalité avec ses rivaux Apple et Samsung en termes de technologie de processus.

Architecture hybride

Le W5+ dispose de la même architecture hybride que sa génération précédente, sortie en 2020. Au cœur de la plateforme se trouve le SoC SW5100 qui gère davantage les charges de travail lourdes des wearables.

Le processeur comporte quatre cœurs de CPU Cortex-A53 - le même CPU que celui utilisé dans les deux précédentes générations de ses plateformes wearables - cadencés jusqu'à 1,7 GHz. Il intègre également le GPU Adreno 702 qui tourne jusqu'à 1 GHz, un saut générationnel majeur par rapport au précédent GPU Adreno 502 de 320 GHz. On trouve également sous le capot un double processeur de signal d'image (ISP) de 16+16 Mpixels et une RAM LPDDR4 de 2133 MHz, ainsi qu'un modem Wi-Fi, GNSS et 4G LTE.

Le W5+ Gen 1 est également associé à un coprocesseur secondaire à très faible consommation basé sur le MCU Cortex-M55 d'Arm. Le QCC5100 prend en charge une grande partie du travail de fond lorsque la smartwatch ou le wearable n'est pas utilisé.

Cela signifie que les smartwatches équipées du W5+ Gen 1 peuvent fonctionner la plupart du temps sans activer le processeur principal, ce qui leur donne un avantage considérable en termes d'efficacité énergétique et, par conséquent, de durée de vie de la batterie, a déclaré M. Kedia.

Lorsqu'un utilisateur interagit avec une smartwatch, la W5+ tire parti du SW5100 pour lui permettre d'envoyer des messages, de passer des appels vocaux ou vidéo, ou de faire défiler des cartes en temps réel. Qualcomm a déclaré avoir mis à niveau l'unité centrale Cortex-M55 afin qu'elle puisse exécuter la plupart des autres fonctions de la smartwatch lorsque l'utilisateur n'interagit pas activement avec elle. Cela inclut l'affichage permanent, les notifications, l'audio et le suivi de la santé et du sommeil.

Basé sur le nœud de 22 nm et cadencé jusqu'à 250 MHz, le coprocesseur contient le pilote d'affichage et un processeur graphique séparé pour faire fonctionner l'affichage permanent de l'heure. Le coprocesseur ajoute également une radio Bluetooth 5.3 à très faible consommation qui était auparavant branchée sur le SoC principal, a déclaré M. Kedia.

Qualcomm a déclaré que le MCU, qui prend en charge FreeRTOS, peut également faire fonctionner en continu des capteurs de fréquence cardiaque, des gyroscopes, des accéléromètres, des thermomètres et d'autres capteurs qui sont équipés pour aider à surveiller la forme physique, le sommeil et la santé.

En outre, le coprocesseur offre un apprentissage automatique amélioré sur le dispositif avec le microNPU Ethos-U55 d'Arm. Parmi les autres éléments constitutifs du W5+ Gen 1 figurent de nouveaux circuits intégrés de gestion de l'énergie (PMW5100) et de radiofréquence.

Conscience de l'énergie

La W5+ Gen 1 est idéale pour les smartwatches haut de gamme, mais la W5 Gen 1 (qui n'est pas équipée du coprocesseur) est davantage conçue pour les "wearables spécifiques à un segment" ciblant les personnes âgées et les enfants, voire les wearables médicaux.

Avec le passage à des nœuds de fabrication plus avancés, le SW5100 tient dans un encombrement réduit de 30 %. D'autres améliorations au niveau du système permettent de gagner 35 % d'espace pour le chipset et 40 % pour le circuit imprimé. Cela permettra aux fabricants d'électronique de produire des smartwatches et des wearables plus petits et plus minces.

Pour limiter la consommation d'énergie, des "îlots" à faible consommation sont également intégrés au processeur principal pour permettre à l'audio, au GNSS et au Wi-Fi - tous coordonnés par le MCU Cortex-M55 - de fonctionner sans réveiller les autres composants.

Pour améliorer encore l'efficacité énergétique, le W5+ Gen 1 utilise des états de "veille profonde" et d'"hibernation" qui désactivent de grandes parties du SoC Cortex-A53 en faveur du MCU Cortex-M55 lorsque les charges de travail ne nécessitent qu'un minimum de puissance de calcul. Lorsque les nouveaux modes "deep sleep" et "hibernate" désactivent la majeure partie du processeur principal, à l'exception de la RAM ou de la flash, le W5 peut en consommer une infime partie - moins de 1 mA d'énergie en veille dans l'ensemble.

Grâce au nouveau circuit intégré de gestion de l'énergie (PMIC) de Qualcomm, toutes ces améliorations se traduisent par une réduction moyenne de 50 % de la consommation d'énergie par rapport aux puces de la génération précédente (série Wear 4100).

Selon Qualcomm, cela signifie que les smartwatches dotées d'une batterie de 300 mAh peuvent passer de 28 à 43 heures d'autonomie, tandis qu'une smartwatch connectée au réseau cellulaire et dotée d'une batterie de 600 mAh peut durer 50 % de plus, soit 72 heures.

"Chaque os de son corps est conçu pour une faible puissance", a expliqué Kedia. "Nous l'avons réimaginé à tous les niveaux"