Fabricantes de chips móveis: quatro núcleos e além

No meu último post, falei sobre os componentes básicos - núcleos de CPU e gráficos e propriedade intelectual - que os fornecedores de chips usam para criar processadores de aplicativos modernos. Hoje, eu gostaria de focar nos grandes nomes dos próprios chips de processador de aplicativos. Em geral, a maioria dessas empresas usa núcleos ARM ou pelo menos a arquitetura ARM; combine-o com gráficos do ARM, Imagination Technologies ou seus próprios gráficos proprietários; e adicione uma variedade de outros recursos. O resultado é uma ampla variedade de processadores diferentes, todos com características diferentes, seja desempenho, energia, gráficos ou conectividade. Quase todos os fornecedores têm linhas de processadores, incluindo chips mais antigos, agora destinados a telefones de baixo custo e telefones de última geração. Nas seções abaixo, falarei sobre o mais conhecido desses processadores e focarei nas novidades de 2013.

Qualcomm

Entre os fornecedores de chips comerciais, aqueles que vendem chips para outras empresas para usar em seus telefones, ninguém teve um ano melhor que a Qualcomm. Há pouco mais de um ano, a empresa lançou sua linha de processadores S4 liderada pelo MSM8960, um chip de núcleo duplo com LTE integrado, e o APQ8064, um chip de núcleo quádruplo sem o modem integrado. Esses chips foram usados ​​em muitos produtos conhecidos; a versão dual-core está presente em todos os telefones Windows de última geração, no Samsung Galaxy S III em muitos mercados onde o LTE é comum e em muitos outros telefones Android. A versão quad-core, às vezes chamada de Snapdragon S4 Pro, está em vários telefones de última geração, incluindo o HTC Droid DNA, o Nexus 4 e o Sony Xperia Z.

A programação deste ano, anunciada na CES e pouco antes do Mobile World Congress, abrange uma ampla gama de dispositivos móveis. A maior parte da programação é baseada na arquitetura Krait da Qualcomm, que usa o conjunto de instruções ARM v7 e a tecnologia gráfica Adreno da empresa, e é produzida no processo de 28 nm da TSMC. Mas há mudanças significativas: o próprio núcleo do Krait foi atualizado quatro vezes desde a introdução do 8960 e diferentes modelos têm quantidades variadas de gráficos, além de outros recursos.

O principal da linha para este ano é o Snapdragon 800, que a Qualcomm descreveu como "o processador sem fio mais avançado já construído", a ser lançado no segundo semestre de 2013. Esse deve ser o primeiro processador a ser produzido no HPM de 28nm da TSMC (High Performance for Mobile), que permitirá que os núcleos da CPU sejam executados em até 2, 3 GHz. Isso usa uma nova versão do núcleo conhecida como Krait 400. A empresa diz que, como resultado, o Snapdragon 800 deve oferecer desempenho até 75% melhor que o Snapdragon S4 Pro.

O Snapdragon 800 incluirá gráficos Adreno 330, que tem o dobro do número de núcleos gráficos que o GPU Adreno 320 usado no APQ8064 e o novo Snapdragon 600. Embora seja improvável que você veja o dobro do desempenho gráfico em aplicativos reais, existem outros fatores envolvidos, incluindo a largura de banda da memória. O chip foi projetado para suportar o recebimento e reprodução de conteúdo com resolução UltraHD (4K) e a captura de conteúdo 4K.

Uma diferença na abordagem da Qualcomm em comparação com alguns de seus concorrentes é que sua arquitetura permite que cada um dos núcleos funcione com uma frequência diferente. Isso significa que, se você tiver aplicativos em execução em núcleos específicos, cada núcleo poderá ser executado na velocidade ideal. (Em contraste, o plano big.LITTLE do ARM usa dois grupos de núcleos, com núcleos pequenos rodando juntos em uma velocidade comum; e adicionando núcleos grandes, que novamente rodariam a uma velocidade comum. Na maioria das implementações, a velocidade de cada grupo é o mesmo, mas pode aumentar e diminuir, dependendo da carga de trabalho.) A Qualcomm disse que o Multiprocessamento Simétrico Assíncrono (aSMP) pode permitir um melhor desempenho quando um núcleo pode funcionar particularmente rápido enquanto os outros são lentos.

Outra grande mudança no Snapdragon 800 é o suporte ao que é conhecido na LTE Categoria 4, com velocidades teóricas de download de até 150 megabits por segundo, além de agregação de operadora. (A agregação de operadora, às vezes chamada de LTE-Advanced, permite que uma operadora faça conexões entre canais que não são contínuos. Isso permitiria que uma operadora obtivesse as velocidades da categoria 4 LTE mesmo que não possuíssem 20MHz de espectro contínuo, usando dois Grupos de espectro de 10 MHz. Isso é importante para muitas operadoras, incluindo algumas das principais americanas.)

A Qualcomm tem sido, de longe, a principal fabricante de recursos de banda base LTE para os smartphones que vimos até agora, seja com processadores de aplicativos com bandas integradas ou com modems autônomos, mas parece estar ganhando um pouco mais de concorrência no próximo ano.

O Snapdragon 600 também é uma peça quad-core, mas que usa um Krait 300 núcleos e é produzido no atual processo TSMC 28nm. (Comparado com os Snapdragons mais antigos, o Krait 300 e o 400 prometem melhor desempenho em ponto flutuante e JavaScript e outros recursos, como previsão de ramificação aprimorada. O Krait 400 também altera a interface de memória e oferece cache L2 mais rápido.) É executado em até 1, 9 GHz e inclui gráficos Adreno 320. Portanto, embora isso não atenda às especificações do 800, é um processador de ponta. Mais importante, ele é lançado neste trimestre e está sendo usado em muitos dos smartphones de ponta lançados recentemente, como o novo HTC One e o LG Optimus Pro.

Para conexões LAN sem fio, o 600 e o 800 suportam Wi-Fi 802.11ac, bem como versões mais antigas. Por meio de seu grupo Qualcomm Atheros, a empresa tem sido uma das principais motivadoras do padrão 802.11ac e, na feira, estava mostrando o quão mais rápida a transferência de dados pode ser com esse padrão. A demonstração mostrou a transferência de um arquivo de 600 MB para um dispositivo móvel em menos de 30 segundos, três a quatro vezes mais rápido do que você veria com o padrão 802.11n mais prevalente.

Enquanto o Snapdragon 600 e 800 incluem suporte a LTE, e, portanto, é mais provável que apareçam no mercado dos EUA, o Snapdragon 400 e 200 são chips de última geração com recursos direcionados para outros mercados. O Snapdragon 400 terá várias versões, incluindo dois núcleos Krait 300 com até 1.7GHz, dois núcleos Krait 200 com até 1.2GHz ou uma solução quad-core com núcleos Cortex-A7 até 1.4GHz. Ele também possui uma GPU Adreno 305, suporte para captura e reprodução de vídeo em 1080p, suporte para a tecnologia de exibição sem fio Miracast e suporte para HSPA +, mas não LTE embutido. O Snapdragon 200 possui CPUs Cortex-A5 de quatro núcleos, até 1, 4 GHz por núcleo e gráficos Adreno 203, mas menor suporte a câmera e modem, voltado principalmente para os mercados CDMA e UMTS. Em outras palavras, é improvável que o mercado norte-americano veja telefones baseados nesse chip.

Nvidia

Nenhuma empresa fez mais para divulgar o conceito de processadores de aplicativos com vários núcleos do que a Nvidia, que tomou muitas das lições aprendidas em gráficos de PC e aplicou-as ao mercado móvel. Seu Tegra 2 era um processador dual-core antigo e seu Tegra 3 foi o primeiro processador quad-core conhecido. E a empresa não tem vergonha de falar sobre seus gráficos GeForce (usando o mesmo nome que usa para gráficos para PC) e sua loja TegraZone para jogos Android que exibem seus processadores.

Para 2013, o grande novo processador da empresa é o Tegra 4, com o codinome Wayne, que foi anunciado antes da CES.

Como o Tegra 3, este é um processador quad-core, mas, em vez do ARM Cortex-A9, este usa o mais novo Cortex-A15, com velocidade de até 1, 9 GHz. O chip também possui um quinto núcleo, outro A15 que usa um design de transistor de menor consumo de energia que funciona principalmente quando o telefone ou a mesa está ocioso, permitindo que os núcleos principais sejam desligados, oferecendo mais energia da bateria. Diferentemente do design da Qualcomm, os quatro processadores principais são síncronos, o que significa que todos eles estarão funcionando na mesma velocidade, embora isso possa subir e descer conforme necessário através do dimensionamento dinâmico de frequência de tensão. Em vez disso, a Nvidia usa o "quinto núcleo" para economizar energia quando o dispositivo está apenas aguardando. (O Tegra 3 tem um design semelhante.)

O Tegra 4 possui 72 "núcleos" de GPU, que neste caso significa unidades de adição múltipla. É difícil comparar o número de núcleos entre projetos diferentes, porque algumas empresas contam apenas as unidades de adição múltipla, enquanto outras usam o termo "núcleo" para significar uma coleção de componentes diferentes que fazem gráficos. Observe que a GeForce da Nvidia e o Mali T-600 da ARM possuem sombreadores discretos de vértice e pixel, ao contrário do Adreno da Qualcomm e dos gráficos atuais do Imagination PowerVR, que usam sombreadores unificados. A Nvidia diz que isso é mais eficiente, embora seja difícil dizer até que os produtos finalmente sejam entregues.

O Tegra 4, programado para aparecer em produtos neste trimestre, é voltado para tablets e telefones usando uma banda base separada. A Nvidia está oferecendo seu modem i500 com um rádio definido por software, baseado na tecnologia de rádio definida por software Icera, com suporte a LTE. A ZTE disse que está trabalhando em um smartphone para o mercado chinês usando o processador Tegra 4 no primeiro semestre deste ano e também está trabalhando com o i500.

A Nvidia diz que o Tegra 4 deve ser notavelmente mais rápido, não apenas para jogos, mas também para carregar páginas da web, e enfatizou particularmente o conceito de "fotografia computacional" para coisas como fotos e vídeo de alta faixa dinâmica (HDR).

Na preparação para o MWC, a Nvidia também anunciou o Tegra 4i, seu primeiro processador a ter um modem integrado no processador de aplicativos. Com o codinome Project Gray, o Tegra 4i terá quatro núcleos de CPU ARM Cortex-A9, com velocidade de até 2, 3 GHz (além de uma versão de baixo consumo de energia na arquitetura 4 + 1 da empresa). A Nvidia diz que isso usará a quarta geração do A9 (A9r4), que incorpora alguns recursos do A15 em um design que oferece desempenho em algum lugar entre o padrão A9 e o A15.

O Tegra 4i terá 60 núcleos gráficos, usando a mesma arquitetura dos gráficos no Tegra 4, além do modem LTE integrado. Esse modem, essencialmente o mesmo modem i500 que a empresa oferecerá como um chip separado ao lado do Tegra 4, deve suportar downloads de até 100 Mbps inicialmente, com uma atualização de software posterior para levá-lo a 150 Mbps. (Lembre-se de que este é um modem definido por software.)

No geral, o 4i deve ser um chip menor, com uma área de matriz de cerca de 60 mm ^{2 em} comparação com mais de 80 mm ² para os chips Tegra 3 e Tegra 4 existentes. Isso deve torná-lo mais barato e, portanto, mais adequado para tablets e telefones menores. O Tegra 4, que possui mais gráficos e o CPU Cortex-A15 mais poderoso, é destinado a telas maiores. Mas o Tegra 4i chegará ao mercado mais tarde; a empresa diz que alguns produtos com o Tegra 4i podem aparecer até o final do ano, mas é provável que haja maior disponibilidade no primeiro trimestre de 2014.

Observe que, embora o Tegra 4 e o 4i sejam produzidos a 28nm pelo TSMC, eles usarão processos diferentes. O Tegra 4 usa o processo HPL que o TSMC oferece, enquanto o 4i passa para o processo HPM mais recente.

A Nvidia também anunciou recentemente um roteiro de atualização para os produtos seguirem o Tegra 4 e 4i.

O próximo será "Logan", que deve estar em produção em 2014, o que adiciona os primeiros gráficos compatíveis com CUDA na linha Tegra, o que significa que deve incluir shaders unificados. Isso será seguido em 2015 com o "Parker", que combinará a próxima tecnologia de GPU Maxwell da empresa com seu primeiro design exclusivo de núcleo de CPU, um processador ARM de 64 bits conhecido como Projeto Denver. (A Nvidia havia anunciado anteriormente que possui uma licença de arquitetura ARM e estava trabalhando em seu próprio núcleo.) A Nvidia diz que a Parker será fabricada usando transistores 3D FinFET, presumivelmente no processo de 16 nm do parceiro de fabricação TSMC.

maçã

A Apple é única por ser o único fornecedor importante de telefones que usa exclusivamente apenas processadores de aplicativos que ele próprio projeta. Ele não disponibiliza esses chips para outros fabricantes de dispositivos móveis. Como resultado, a Apple realmente não divulga muito sobre seus chips, exceto algumas medidas de desempenho muito amplas, como o processador A6 para o iPhone 5 oferece o dobro da CPU e o dobro do desempenho gráfico do A5 usado no iPhone 4S.

No entanto, entre desmontagens, analistas do setor e informações fornecidas por alguns dos fornecedores, podemos ter uma boa idéia dos chips que a Apple está vendendo atualmente.

A Apple possui uma licença de arquitetura ARM, portanto desenvolve seus próprios núcleos de CPU que usam a arquitetura ARMv7. Esses núcleos às vezes são chamados de "Swift", da mesma maneira que os núcleos internos da Qualcomm são chamados de Krait. No lado gráfico, a Apple usa gráficos PowerVR da Imagination Technologies, onde é um investidor. Ele combina outros recursos arquiteturais internos para criar uma família de processadores.

No lado do telefone, o principal processador da Apple é chamado A6, anunciado ao lado do iPhone 5 em setembro passado. Na época, a Apple disse que é duas vezes mais potente que o A5 inicial, mas 22% menor. Provavelmente porque é fabricado no processo de gate de metal de 32nm de altura-k / metal da Samsung, enquanto o processador anterior foi feito em um processo de 45nm mais antigo. Diz-se que o A6 usa núcleos duplos de CPU juntamente com gráficos PowerVR SGX 543MP3 de três núcleos integrados.

O iPad atual é baseado no A6X, que possui uma CPU dual core rodando em até 1.4GHz e usa gráficos PowerVR SGX 554MP4 rodando a 300MHz. Trata-se de gráficos quad-core, que a Apple posicionou como crucial para a execução da tela de alta resolução no tablet. A maioria dos benchmarks independentes mostra o A6X como o mais rápido dos processadores comumente disponíveis no final de 2012; com todos os novos produtos lançados este ano, teremos que ver o que a Apple planejou.

Samsung

A Samsung é interessante porque a empresa como um todo ocupa muitas posições diferentes na cadeia de processadores móveis. Como uma das principais fabricantes de smartphones, produz dispositivos que usam uma variedade de processadores, incluindo processadores Qualcomm Snapdragon em muitos de seus dispositivos LTE, chips Broadcom em alguns processadores de última geração e processadores de seu próprio braço Samsung Semiconductor em outros dispositivos. Telefones como o Galaxy S III podem usar chips Qualcomm e Samsung, dependendo do mercado, com a empresa geralmente usando chips Qualcomm nos quais o LTE é necessário. A empresa também é uma conhecida fundição de semicondutores, fabricando a família de chips A5 e A6 para a Apple.

Mas para processadores de aplicativos, oferece uma série de produtos em sua família Exynos. Atualmente, a empresa usa o Exynos 4 Quad em algumas versões dos produtos Galaxy S III e Galaxy Note e o oferece para venda a outras empresas para uso em seus produtos. O Exynos 4 Quad é baseado em quatro núcleos ARM Cortex-A9 com velocidade de até 1.6GHz, com gráficos Mali T-400.

Mais recentemente, a empresa lançou o Exynos 5 Dual com processadores Cortex-A15 duplos, atualmente usados ​​no Chromebook da Samsung e no tablet Google Nexus 10.

Mas o processador de destaque aqui é o Exynos 5 Quad, que deve ser um dos primeiros processadores a chegar ao mercado usando a arquitetura big.LITTLE. Ele inclui quatro núcleos Cortex-A15 de alto desempenho e quatro núcleos Cortex-A7 de menor potência.

Esse design agrupa efetivamente uma CPU quad-core de alto desempenho e uma CPU quad-core de baixo desempenho. Quando está ocioso, o dispositivo deve estar usando apenas um núcleo de baixa potência, com o núcleo acelerando e mais núcleos ligando conforme necessário; quando é realmente necessário alto desempenho, ele muda para a CPU de alto desempenho. Os núcleos A7 podem escalar até 1, 2 GHz, com os núcleos A15 rodando até 1, 8 GHz. Além disso, ele usa um núcleo gráfico do Imagination PowerVR SGX-544MP3, rodando a 533MHz, mais rápido que a maioria das implementações do PowerVR que vimos até agora.

O Exynos 5 Quad é fabricado no processo de 28nm da Samsung. É provável que apareça primeiro no Galaxy S4, embora principalmente em versões destinadas a mercados sem LTE. (Em outras palavras, não estará no Galaxy S4 dos EUA, embora faça sentido em dispositivos somente Wi-Fi.)

Renesas Mobile

Renesas pode não ser um nome familiar para a maioria dos americanos, mas na verdade é um dos maiores fabricantes de chips do mundo. Foi formado a partir da fusão das operações de semicondutores de algumas das maiores empresas japonesas, incluindo NEC e anteriores, Hitachi e Mitsubishi. Seus chips foram usados ​​em muitos telefones no mercado japonês, mas a empresa agora está tentando posicionar seus novos produtos para o mercado maior.

Sua mais recente entrada de gama alta, o APE6, usará o design big.LITTLE da ARM com quatro núcleos Cortex-A15 de alto desempenho com velocidade de até 2 GHz e quatro núcleos Cortex-A7 de menor potência com velocidade de até 1 GHz. Isso também terá uma das primeiras implementações dos gráficos da série PowerVR 6 da Imagination Technologies, conhecidos como "Rogue". A empresa diz que isso fornecerá quatro vezes a potência gráfica de um iPad 4. Este produto é voltado para produtos automotivos e tablets, com produtos móveis que podem durar de nove meses a um ano.

A empresa também anunciou seu MP6530, um processador quad-core que usa um design 2 + 2 (A15s duplos rodando em até 2 GHz, mais A7s duplos, rodando até 1 GHz) e LTE integrado em uma única matriz. Ele usa gráficos PowerVR SGX544 e é adequado para monitores Full HD em pequenos tablets e telefones, com a empresa destinada a telefones com preço não subsidiado de US $ 250 a US $ 400. A empresa espera que esteja em produção em massa até o final do ano.

Broadcom

A Broadcom é conhecida principalmente por seus chips de comunicação, mas tem pressionado bastante os processadores de aplicativos, principalmente com produtos voltados para telefones de médio e baixo custo.

Para processadores de aplicativos, os produtos atuais da Broadcom, incluindo o 28155, que contém o duplo ARM Cortex-A9 com velocidade de até 1, 2 GHz, bem como o núcleo de processamento de imagem e multimídia VideoCore-IV da Broadcom. Esses produtos suportam redes HSPA +, não LTE, mas isso é suficiente em muitos mercados. Produtos como o Samsung Galaxy Grand usam esse processador. Você pode não vê-los no mercado dos EUA, pois eles geralmente não têm suporte para LTE, mas fazem sentido em grande parte do mundo.

No lado da rede, a Broadcom anunciou recentemente um novo modem de banda base LTE-Advanced, com suporte para LTE Categoria 4 e agregação de operadora, além de suporte para mais bandas LTE. A maioria dos telefones LTE que vimos possuíam chips Qualcomm e a Broadcom está tentando ser mais competitiva. (Outras empresas, incluindo Intel e Sequans, também anunciaram chips LTE-Advanced nos últimos meses.)

Para conectividade, a área em que a Broadcom é mais conhecida, a empresa possui um novo chip combinado com muitas opções de conectividade diferentes, incluindo suporte para 802.11ac. A Broadcom tem sido uma das líderes no mercado dessa tecnologia, que vem chamando de 5G Wi-Fi, e agora tem uma oferta que combina 802.11ac com suporte a rádio Bluetooth e FM.

Intel

A Intel, que pressiona sua família de processadores Atom para telefones celulares há vários anos, começou a ver um pouco de sucesso. Ele anunciou 10 projetos, a maioria baseados na plataforma "Medfield", oficialmente chamada Atom Z2480, rodando em um modo burst de até 2GHz. (Nos processadores móveis, os fornecedores geralmente aumentam a velocidade de intermitência de ponta, pois quase todos os processadores realmente executam em velocidades muito mais baixas na maior parte do tempo, enquanto aguardam algo para fazer.)

No Mobile World Congress, o grande foco foi a plataforma Clover Trail +, que inclui três variantes com velocidades diferentes. Estes são chips de núcleo duplo com hyperthreading, o que significa que podem executar até quatro threads por vez. O modelo topo de linha, o Atom Z2580, é executado em até 2GHz com gráficos Imagination PowerVR SGX544MP2, em até 533MHz. Outros modelos incluem o Z2560 (até 1.6GHz com gráficos de 400 MHz) e o Z2520 (até 1.2GHz com gráficos de 300MHz). Em todos esses casos, a Intel está divulgando recursos como recursos de fotos em grupo que permitem combinar imagens de uma série de disparos e HDR em vídeo em movimento para mostrar mais detalhes e remover fantasmas.

Esses chips suportam o modem Intel XMM6360, que suporta HSPA + até 42Mbps. A Intel também anunciou um novo modem chamado 7160, que suportará a categoria 3 LTE com download de até 100 Mbps e upload de 50 Mbps. Isso deve ser enviado para alguns clientes a partir do primeiro semestre deste ano. Os modems da Intel permanecem chips separados de seus processadores de aplicativos e, embora a empresa esteja trabalhando na combinação dos dois, ainda não anunciou quando lançará um chip integrado.

Na CES, a empresa anunciou um processador de ponta chamado Atom 2420, conhecido como "Lexington". Este chip possui um único núcleo de CPU rodando a 1.2GHz e os gráficos PowerVR SGX 520 da Imagination. Ele suporta HSPA + até 21Mbps. Este processador é usado no Fonepad da Asus, um tablet de 7 polegadas com recursos do telefone.

A Intel também possui uma linha de chips voltada especificamente para tablets. Existem mais de uma dúzia de tablets e conversíveis baseados no Windows baseados na plataforma de tablets Clover Trail da empresa (conhecida no Atom Z2760, um chip de núcleo duplo / quatro threads que roda em até 1, 8 GHz); e, é claro, muitos mais tablets e notebooks baseados em Core (usando os processadores Ivy Bridge de 22 nm).

Essa geração dos processadores Atom é fabricada em um processo de 32nm HKMG. A empresa anunciou planos de avançar para o processo FinFET de 22 nm ainda este ano, com a nova plataforma conhecida como "Bay Trail". A Intel diz que a Bay Trail oferecerá uma CPU quad-core / oito threads, com o dobro do desempenho da plataforma Clover Trail para tablets. Em uma grande mudança, o Bay Trail suportará os sistemas operacionais Android e Windows, em vez de ter uma plataforma separada para cada um. A Intel ainda não divulgou os gráficos em Bay Trail e disse que o Bay Trail para tablets deve chegar a tempo da temporada de festas deste ano. (Os processadores de 22nm da Intel voltados para o mercado de telefonia provavelmente aparecerão no início de 2014.)

AMD

No Mobile World Congress, a AMD exibia o Temash, uma versão de baixo consumo de energia do seu próximo processador "Kabini", um processador de 28nm com gráficos integrados. As demos mostraram tablets rodando Windows com AMD comparando o sistema com os da plataforma Clover Trail Atom Z2760 da Intel.

O Temash é sucessor do Z-60 existente, conhecido como Hondo, e foi projetado para combinar o desempenho e o suporte legado do Windows aos notebooks com os designs de tablets sem ventoinha. O Temash virá em versões de núcleo duplo e quádruplo que usam menos de 5 watts, e a AMD diz que oferece o dobro do desempenho gráfico da geração anterior, além de suporte para o DirectX 11. No geral, este está sendo posicionado como o x86 mais rápido SoC para tablets e máquinas híbridas ou conversíveis. A AMD espera ver tablets de núcleo duplo na faixa de preço de US $ 399 a US $ 499, principalmente para o mercado Windows.

A AMD ainda não possui uma plataforma de telefonia e enfatiza o Windows, onde espera melhores gráficos e chegar ao mercado à frente da plataforma Bay Trail da Intel lhe dará uma vantagem.

MediaTek

A MediaTek é uma das maiores fabricantes mundiais de processadores de telefone celular, mesmo que o nome não seja reconhecido pela maioria dos americanos. A empresa é conhecida principalmente por ligar telefones que funcionam em países asiáticos. Nos últimos anos, cresceu o número de smartphones baseados no Android que parecem surpreendentemente fortes, mesmo que não atendam às especificações dos telefones de última geração, com os quais geralmente gastamos tanto tempo escrevendo.

Nos últimos anos, empresas americanas como Qualcomm e Broadcom entraram nesse mercado, mas a MediaTek está revidando com novos processadores quad-core. O primeiro chip conhecido como MT6589 é um processador Cortex-A7 de quatro núcleos com uma banda base integrada que suporta HSPA +, além de padrões mais antigos, e os chineses como TD-SCDMA. Ele não suporta LTE, mas isso geralmente não é uma opção em muitos dos mercados em que esses processadores são usados.

Este chip usa os gráficos PowerVR Series5XT da Imagination. As versões iniciais devem ser lançadas em 1, 2 GHz, com planos de mudar para 1, 4 GHz.

A Qualcomm agora está voltando mais agressivamente para este espaço com sua plataforma Snapdragon 400 e 200 e há novos fornecedores menores que também estão entrando no mercado.

Allwinner

Entre os novos fabricantes de chips, talvez o destaque seja o Allwinner, cujos chips parecem estar aparecendo em tablets por todo o lado em shows como CES e Mobile World Congress. A empresa chinesa, fundada em 2007 e inicialmente fabricou chips de codificação / decodificação de vídeo, entrou no mercado ARM SoC em 2011, com processadores como o A10, um chip Cortex-A8 de núcleo único inicialmente destinado a tablets e TVs inteligentes.

Desde então, a empresa ampliou sua linha com chips mais novos, incluindo o A20, com base em um design Cortex-A7 de núcleo duplo com gráficos Mali 400MP2.

Talvez o mais impressionante seja o recém-anunciado Allwinner A31, que inclui um Cortex-A7 de quatro núcleos junto com os gráficos PowerVR SGX544MP2 da Imagination. Ele ainda é um processador quad-core, mas também adiciona um quinto núcleo extra, projetado para uso com pouca energia quando o telefone está ocioso. Dessa forma, é semelhante à implementação da Nvidia de um quinto núcleo. A empresa diz que este chip é adequado para tablets com resoluções de tela de até 2.048 por 1.536 e foi usado em produtos como o tablet Onda ARM que estava sendo exibido na MWC. Além disso, possui uma variedade de recursos de exibição e processamento de imagem.

Mais recentemente, a Allwinner anunciou uma versão chamada A31s destinada a "phablets" entre 4, 5 e 6 polegadas. Ele possui memória de canal único em vez da memória de canal duplo no A31 e suporta resoluções de até 1.280 por 800. Tanto o A31 quanto o A31 funcionam com até 1 GHz e são feitos em um processo de 40 nm.

Os processadores de aplicativos da Allwinner são voltados principalmente para tablets e TVs inteligentes, e a empresa não fabrica um chip de banda base para se conectar a uma rede móvel. No entanto, fabricantes de telefones e tablets podem adicionar chips de terceiros. Até o momento, não vimos muitos produtos baseados em chips Allwinner no mercado dos EUA, mas, dado o potencial para tablets Android de baixo custo, não ficarei surpreso em ver alguns em breve.

Mais fornecedores chineses

Além disso, existem vários outros fornecedores chineses menores de processadores de aplicativos baseados em ARM, cujos chips foram direcionados a dispositivos para os mercados asiáticos. Todas essas empresas tendem a ter linhas de produtos, com seus processadores mais recentes ficando notavelmente mais poderosos.

Por exemplo, a Rockchip anunciou o 3188, um processador A7 de quatro núcleos que pode rodar até 1, 8 GHZ, usando gráficos Mali-400 com até 533 MHz. Esta será uma parte de 28nm. A empresa também oferece chips de núcleo duplo. Outro concorrente, a Amlogic, possui uma CPU voltada para o mercado de tablets baseada em um Cortex-A9 de 1GHz.

A Spreadtrum, que fabrica chips para celulares, recentemente começou a enviar um chipset de 1, 2 GHz com um Cortex-A5 de núcleo duplo rodando a 1, 2 GHz, com gráficos Mali-400 de núcleo duplo, para TD-SCMA (padrão chinês) e Edge redes. Embora você não veja esses processadores em dispositivos voltados para os EUA - ele não suporta as redes LTE que as operadoras desejam - é um passo à frente para smartphones baratos.

Instrumentos Texas

Vale a pena falar sobre duas empresas, apesar de estarem diminuindo seus esforços em processadores móveis: Texas Instruments e ST-Ericsson, que tinham abordagens incomuns ao mercado.

A TI teve muito mais sucesso em processadores de aplicativos em produtos enviados para o mercado americano, com sua família OMAP. Sua família OMAP 4 usa CPUs Cortex A9 de núcleo duplo e os gráficos PowerVR da Imagination em chips normalmente produzidos a 45 nm. Esses chips são usados ​​em um grande número de produtos, incluindo muitos dos primeiros tablets Android (como o Galaxy Tab original), o Amazon Kindle Fire e Fire HD e o Barnes & Noble Nook Tablet.

Este foi substituído neste ano pelo OMAP 5, uma parte de 28nm que foi o primeiro processador anunciado a usar o Cortex-A15. O OMAP 5 possui os A15s rodando em até 1, 7 GHz e os combinou com dois processadores Cortex-M4 de baixa potência para uso com baixa energia. (O chip foi projetado antes da ARM anunciar o big.LITTLE e o A7, mas o conceito parece semelhante.) Além disso, possui gráficos Power VR SGX 544MP2; e é fabricado em 28nm. O produto foi anunciado e está previsto para ser lançado em breve, mas a empresa disse que mudará seu foco do mercado de celulares, por isso não está claro se veremos muitos produtos com base nesse chip.

ST-Ericsson

A ST-Ericsson adotou uma abordagem incomum para os processadores de aplicativos, mas essa visão está agora em dúvida, com as controladoras STMicroelectronics e Ericsson anunciando recentemente que a joint venture será encerrada. Eles também terminaram os trabalhos sobre o que chamou de estratégia "ModApp", combinando modems e processador de aplicativos em um único chip. (A Ericsson provavelmente continuará fabricando modems, mas com a joint venture fechada, nenhuma empresa planeja continuar trabalhando nos SoCs da ModApp.)

Ainda assim, vale a pena discutir a abordagem interessante que a empresa estava mostrando no Mobile World Congress, com o NovaThor L8580, que consiste em combinar um processador de aplicativos Nova com a plataforma de modem Thor da empresa. Isso usaria um processo de fabricação incomum, pioneiro pela STMicroelectronics, conhecido como FD-SOI (silício sobre isolador totalmente empobrecido). Isso deve permitir aos fabricantes de chips frequências mais altas e menos vazamentos do que os transistores de canal convencionais parcialmente esgotados em pastilhas de silício a granel padrão, embora com um custo de fabricação mais alto, e a ST-Ericsson disse que isso permitiria que o processador funcionasse a velocidades muito mais altas do que outras processadores de aplicativos. Embora a ST-Ericsson às vezes se referisse ao L8580 como um chip quad-core "eQuad", na verdade ele consistia em dois núcleos físicos de CPU Cortex-A9, mas esses núcleos podiam funcionar em dois modos elétricos muito diferentes. Um modo seria de alto desempenho, com velocidades de até 3GHz; enquanto o outro seria um modo de baixa voltagem e baixo vazamento. Esse modo seria usado para "espera ativa", deixando o processador consumir muito pouca energia, mas o chip poderia passar para o modo de alto desempenho quando necessário.

A ST-Ericsson disse que o produto ofereceria até cinco horas de bateria melhor do que as soluções concorrentes, além de um desempenho mais alto, mas provavelmente nunca saberemos, desde o trabalho no chip - que deveria ser feito em um processo de 28nm e devido no final do ano - agora foi descontinuado.

Conclusão

A maior parte desse material foi coletada em reuniões no Mobile World Congress em Barcelona e em conversas subsequentes com os fornecedores. O que mais me impressiona é o quão longe esses processadores chegaram no ano passado, quando estávamos vendo os primeiros chips quad-core e LTE. Agora, quase todo mundo tem uma plataforma quad-core disponível, e estamos prestes a ver chips de oito núcleos de vários fornecedores. Não tenho certeza de que a maioria das pessoas precise de todo esse poder de processamento, mas os aplicativos sempre parecem surgir para usá-lo.

O ritmo das mudanças neste mercado tem sido fenomenal e é improvável que a taxa de coisas novas possa continuar; Não espero processadores de 16 núcleos em dois anos. No entanto, certamente resultou em uma infinidade de novas opções para designers de telefones e, finalmente, para nós como consumidores.