Os chips ARM

Os chips ARM

Com a migração dos chips PowerPC para os x86 feita pela Apple em 2005, os chips x86 se tornaram onipresentes nos computadores pessoais. Você pode escolher entre um processador da Intel, da AMD ou mesmo da VIA, mas o legado de instruções vindas desde o 8086 continuará presente.

Apesar de serem os mais conhecidos, receberem o maior volume de investimentos e monopolizarem as atenções, os processadores x86 estão muito longe de serem os chips mais populares. Muito pelo contrário: em números absolutos os chips mais vendidos são os Z80, que são vendidos aos bilhões e usados em todo o tipo de aparelhos eletrônicos. Mesmo entre os chips de 32 e 64 bits os x86 ocupam um distante segundo lugar, perdendo para os chips ARM.

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BleagleBoard, baseada em um chip ARM Cortex A8

Embora não sejam tão conhecidos, nem tão comentados, quanto o i7 ou o Atom, os processadores ARM são produzidos em volumes brutalmente maiores e usados em todo o tipo de dispositivos, de roteadores e modems ADSL a vídeo-games (como o Nintendo DS), celulares e smartphones. Praticamente qualquer eletrônico que você tenha em casa, que use um processador de 32 bits e não seja um PC, usa um ou mais processadores ARM. Basicamente, os processadores x86 são usados em PCs, notebooks e netbooks, enquanto os ARM são usados em praticamente todo o resto.

Até mesmo o seu PC pode possuir alguns deles, já que eles são usados como controladores de HDs, em impressoras (principalmente nas laser e nas multifuncionais) e como processadores de sinais em outros periféricos (modems 3G USB, por exemplo).

O segredo para o grande número de funções, baixo consumo e baixo custo é a integração dos componentes, acompanhada pelo uso de controladores dedicados para diversas funções; diferente do que temos em um PC, onde quase tudo é feito pelo processador principal.

A vantagem de utilizar controladores dedicados é que eles executam suas funções diretamente via hardware, em vez de executarem um software destinado a executar a mesma função. Com isso, eles conseguem executar suas tarefas com menos transístores e menos ciclos de processamento, o que se traduz em um consumo elétrico mais baixo. Os diversos controladores ficam desligados na maior parte do tempo e são acordados apenas quando possuem algum trabalho para fazer.

Diferente dos processadores x86, que são produzidos pela Intel e pela AMD (e em menor volume também pela VIA), os chips ARM não são produzidos por uma única empresa, mas sim licenciados e produzidos por diversos fabricantes.

A ARM Ltd. (www.arm.com), que é a responsável pelo desenvolvimento dos chips e detentora dos direitos sobre a arquitetura, não produz os processadores, se limitando a licenciar os projetos a preços módicos para outros fabricantes, que podem optar por diversos tipos de licença, incluindo opções que permitem modificar os chips e incluir componentes adicionais. Este é o caso de fabricantes como a QualComm, a Texas Instruments e a Samsung, que desenvolvem soluções próprias, incluindo controladores auxiliares e modificações diversas.

Temos aqui o diagrama de blocos de um Texas Instruments OMAP2420, um SoC (system-on-a-chip) que combina um processador ARM e diversos outros controladores auxiliares em um único chip. Este modelo em particular é muito usado em smartphones, incluindo o N95:

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Diagrama do TI OMAP242: o bloco central representa os componentes incluídos dentro do SOC e os externos representam interfaces para chips externos.

Ele possui um acelerador de vídeo (2D), que ajuda na decodificação de diversos formatos de arquivos, processamento das imagens e vídeos capturados usando a câmera (e outras funções relacionadas) e, também, um acelerador 3D dedicado, que é acionado quando são executados jogos ou outros aplicativos que utilizam gráficos 3D.

Toda essa integração é necessária para manter o consumo elétrico em níveis aceitáveis e reduzir o custo de fabricação, já que produzir um único chip contendo vários componentes, sai mais barato do que produzir vários chips separados.

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