Intel enfrenta os chips ARM nos smartphones

Não é segredo para ninguém que a Intel tem investido pesado no desenvolvimento de versões de baixo consumo do Atom, com o objetivo de conquistar uma fatia do mercado de smartphones. Entretanto, os fabricantes de chips ARM como a Texas Instruments, a Qualcomm e a Samsung também não estão esperando sentados.

Um bom exemplo disso é o lançamento do QSD8672, um SOC dual-core da Qualcomm, um chip produzido usando uma técnica de 45 nm, que combina dois processadores Qualcomm Scorpion operando a 1.5 GHz, um processador gráfico Power SGX e outros componentes, tudo em um único chip:

O Scorpion é baseado na arquitetura do ARM Cortex A8, porém com algumas modificações introduzidas pela Qualcomm para reduzir o consumo elétrico e reforçar o desempenho. Ele é um chip dual-issue (duas unidades de processamento), que processa instruções em ordem (assim como o Intel Atom) e inclui um cache L1 de 64 KB, dividido em dois blocos de 32 KB (dados e instruções).

Ele inclui também um grande (do ponto de vista de um chip para sistemas embarcados) cache L2 de 256 KB e um pipeline de 13 estágios o que explica as frequências de operação que o chip é capaz de atingir. O QSD8672 combina dois destes processadores dual-issue, criando uma configuração similar à das versões dual-core do Atom.

Em termos de desempenho, o QSD8672 é capaz de superar um Atom dual-core em muitas tarefas. ele é capaz de, por exemplo, decodificar vídeos 1080p sem necessidade de um decodificador dedicado, algo que é impensável em um netbook com o Atom. Isso se torna ainda mais impressionantes se considerarmos que o QSD8672 é um chip destinado a ser usado em tablets e em smartphones, e não um chip para netbooks e nettops como no caso do Atom. A diferença de categoria implica em um consumo elétrico mais baixo e em um nível muito maior de miniaturização:

Para ter uma ideia da diferença em termos de miniaturização dos produtos baseados em chips Atom em relação aos ARM, basta ver esta foto do recém-lançado Motorola Droid 2 desmontado, recentemente publicada pelo ifixit:

O Droid 2 em si já não é um aparelho muito grande, mas você ver que dentro dele quase todo o espaço é ocupado pela tela, o teclado e a bateria. Com exceção deles e do restante da carcaça, sobra apenas a placa da antena, o minúsculo módulo da câmera e a diminuta placa lógica, que mede apenas 5 x 4 cm. É importante enfatizar que o Droid 2 não é baseado em algum chip de baixo desempenho, mas sim em um poderoso TI OMAP 3630, um SoC que além de um chip ARM Cortex A8 de 1.0 GHz, inclui também um processador gráfico 3D PowerVR SGX 530, controlador de memória, 64 KB de cache L1 e 256 KB de L2, processador de sinais e outros componentes, fabricado usando uma técnica de 45 nm:

Em resumo, ele oferece um desempenho que rivaliza com o de um Atom single-core, porém com um consumo muito mais baixo (o consumo de pico do OMAP 3630 é inferior a 2 watts e o chip oferece um modo de baixo consumo onde consome menos de 10 miliwatts) e, como se não bastasse, o chip inclui também um “chipset” e uma GPU, o que explica o tamanho diminuto da placa lógica. Tendo isso em mente, não é de se admirar que a Intel esteja tendo tanta dificuldade em conseguir penetrar no mercado de smartphones.

Atualmente, o principal concorrente oferecido pela Intel é o Atom Z6xx, baseado no Moorestown, que é fabricado em uma técnica de 45 nm e está disponível em versões de até 1.5 GHz (na versão para smartphones) ou 1.9 GHz (tablets). Ele é um SOC que inclui um processador ARM single-core, o controlador de memória e um chipset gráfico GMA600, mas ele ainda depende de um controlador de interfaces separado (o MP20), o que faz com que a plataforma tenha dois chips:

Um leitor atento vai lembrar que a versão original do Atom, a plataforma Menlow, era também baseada na mesma técnica de fabricação de 45 nm do Z6xx, mas tinha um consumo elétrico muito mais alto. A grande diferença entre os dois está na mudança da maioria dos componentes para dentro do die do processador. No Menlow o chipset Poulsbo incluía uma infinidade de componentes e era fabricado usando uma obsoleta técnica de 0.13 micron, enquanto no Moorestown ele inclui apenas um conjunto de interfaces e é fabricado usando uma técnica de 65 nm. Com isso, o consumo global da plataforma foi reduzido drasticamente:

O desempenho do Z6xx é competitivo em relação aos chips ARM A8 single-core (como no caso do TI OMAP 3630) e ele inclui um processador gráfico mais poderoso. Entretanto, mesmo sendo produzido em uma técnica de 45 nm, ele consome mais de 4 vezes mais energia que um SoC ARM de desempenho equivalente. Isso não é um grande problema no caso dos tablets, que podem usar baterias maiores, mas torna muito difícil usar o Z6xx em smartphones.

Além do maior consumo, do Z6xx, um smartphone baseado nele precisa integrar mais pelo menos 3 chips adicionais: um transmissor Wi-Fi, um transmissor 3G e um chip MSIC (Briertown), que se responsabiliza pelas funções de gerenciamento de energia, carga da bateria, gerenciamento do touchscreen e outros. Com isso, temos um total de 5 chips para realizar as funções que no mundo ARM são realizadas por apenas dois chips, uma solução dispendiosa e pouco elegante.

Em outras palavras, embora ele possa ser tecnicamente considerado um chip para smartphones, ele fica no limite do que pode ser considerado utilizável.

Pode-se argumentar que o Z6xx oferece compatibilidade com as instruções x86, o que poderia ser considerado uma vantagem, já que o torna compatível com os softwares escritos para a plataforma PC. Entretanto, o benefício é negado pela ausência de um barramento PCI (ele não inclui nem um controlador PCI Express e nem PCI de legado), uma medida que permitiu reduzir consideravelmente o consumo do chip, mas que em troca eliminou a compatibilidade com o Windows, que seria pesado demais para rodar em um smartphone de qualquer maneira.

Em vez disso, o Z6xx é destinado a rodar versões x86 do Android e do Meego, indo brigar na casa do adversário. Um exemplo de aparelho baseado na plataforma é o LG GW990, uma espécie de elo perdido entre os smartphones e os tablets, que usa uma tela de 4.8″ (1024×480) e roda o Meego:

Embora o Meego seja um follow-up para o Moblin, ele também roda em chips ARM (assim como no caso do Android), o que faz com a escolha entre um chip ARM ou o Z6xx recaia mais sobre os méritos do hardware do que sobre a escolha do sistema operacional. É possível que a Nokia (que recentemente tem trabalhado bem próximo à Intel) venha a anunciar algum aparelho similar ao N900 baseado na próxima geração do z6xx (produzido usando uma técnica de 32 nm) com o Meego até o final do ano, mas por enquanto a Intel é ainda o lado mais fraco na briga.

Pode ser que eventualmente a Intel se torne competitiva como fabricante de chips para smartphones, mas esta será uma batalha longa e difícil. Pelo menos pelos próximos anos, a supremacia dos chips ARM está assegurada.