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Briga de titãs: entenda como o ARM Cortex-X1 pode ser rival à altura de processadores da Apple

26 de maio de 2020 44

A ARM anunciou nesta semana a chegada de seu Cortex A78 e Mali-G78, novos designs de CPU e GPU que devem fazer parte dos principais chips mobile do próximo ano. As novidades trazem ganhos entre 20% e 25%, dentro da média anual normalmente vista. .

No entanto, a empresas aproveitou o momento para anunciar a verdadeira estrela do show, o Cortex-X1, que almeja bater de frente com os processadores da Apple, notórios por oferecer níveis de performance consideravelmente superiores aos rivais do mundo Android.

Para começo de conversa, como já é muito difundido no meio da tecnologia, quanto maior o clock de uma CPU, maior será sua performance, ao menos na maioria dos casos. No entanto, há muito mais por trás do desempenho de eletrônicos do que apenas a velocidade do processador. 

Explicando de maneira simplificada, um dos principais motivos de chips da Maçã terem tamanha vantagem perante à concorrência é o investimento em sua arquitetura. A empresa foca o design de suas soluções em alta performance, com suas CPUs trazendo especificações mais poderosas em três frontes principais: núcleo de execução, decodificação e memória cache.

Os chips da Apple têm grande vantagem por focar em uma arquitetura que prioriza o desempenho.

O núcleo de execução é o responsável pelo processamento bruto, composto de unidades de matemática e lógica. Quanto mais dessas unidades um processador tiver, mais informações podem ser calculadas em um determinado período de tempo. Pegando como exemplo a atual solução da Apple, o A13 Bionic, cada um dos núcleos é composto por por nove dessas unidades computacionais, 50% a mais do que é visto no Cortex A77, presente em processadores como o Snapdragon 865, que traz apenas 6 delas.

Os componentes de decodificação têm a tarefa de manter os núcleos de execução sempre ocupados, otimizando seu funcionamento. Quanto mais desses componentes desse tipo um chip tiver, e quanto maiores e melhor preparados para realizar cálculos de maneira assíncrona, ou fora de ordem, mais informação é processada e consequentemente mais performance é extraída dos núcleos. Seguindo com nossa comparação, o A13 Bionic apresenta 8 componentes de decodificação, contra 7 do Cortex A77.

O Cortex-X1 apresenta especificações poderosas, com arquitetura similar à encontrada nos processadores da Apple. Imagem: Android Authority.

Por fim, a memória cache armazena todos os dados que a CPU precisa sem que seja necessária depender da memória RAM do sistema, que opera consideravelmente mais devagar. Essa memória é então dividida em níveis, para otimizar a busca das informações, e são classificadas em L1, L2 e L3, de acordo com a proximidade dos chips de memória dos núcleos de processamento, algo que também influencia na velocidade. 

Quanto mais memória um processador tiver, mais dados podem ser armazenados de uma única vez, otimizando todos os processos. Mais uma vez o A13 Bionic se mostra superior, ao oferecer memória L1 de 128KB por núcleo, contra 64KB do Cortex A77, e impressionantes 8MB em L2 compartilhados entre os núcleos, contra 512KB.

O Snapdragon 865 é o processador que mais se aproxima do A13 Bionic em questões de performance e otimização.

Apesar da receita do sucesso para atingir um bom nível de performance parecer óbvia, nem tudo é tão fácil assim. Equipar componentes tão grandes e performáticos exige espaço e energia, e é aí que as grandes fabricantes encontram problemas. Não é nada fácil encontrar um equilíbrio entre performance, organização do espaço e gasto energético, mas a Apple passa à frente por possuis licenças da ARM para modificar livremente o design de suas CPUs, aplicando seus recursos para otimizar o design de seus processadores da melhor maneira possível.

No mundo Android, a Qualcomm  é a que mais se aproxima da Apple, conseguindo se aproximar do alto nível que os chips da Maçã. Já outras empresas, como MediaTek e Samsung, têm sofrido para oferecer soluções de alta performance e eficiência, ainda que a nova geração de processadores Dimensity da taiwanesa tenha se mostrado promissora. Visando resolver esse problema de uma vez, a ARM anunciou o Cortex-X1, que segue muito dos princípios usados pela gigante de Cupertino.

Os ganhos do novo núcleo da ARM chegam à 30% quando comparado ao A77 presente no Snapdragon 865.

O novo design promete até 22% de ganhos em performance de cálculos integrais quando comparado ao irmão A78, 30% quando comparado ao A77 e o dobro de performance em aprendizado de máquina contra os antecessores. Além disso, agora temos oito unidades matemáticas e lógicas por núcleo, 8 componentes de decodificação, e cache L1 de 64KB, L2 de 1MB e L3 de 8MB compartilhada, finalmente trazendo os números para muito perto da solução da Apple. 

Como era de se esperar, as principais beneficiadas com a novidade serão Samsung e MediaTek, que poderão oferecer soluções mais competitivas, agitando o mercado como um todo. Curiosamente, a Google também pode sair ganhando com o novo núcleo, já que os servidores da companhia fazem uso de tecnologia ARM. 

MediaTek, Samsung, Qualcomm e até mesmo Google podem ser as principais beneficiadas com o Cortex-X1.

É possível que até mesmo a linha Pixel faça uso do Cortex-X1, considerando que rumores apontam para uma parceria entre a gigantes de buscas e a Samsung para a produção do processador de um futuro smartphone da empresa. Claramente, a Qualcomm não ficaria para trás, com seu já especulado Snapdragon 875 possivelmente sendo equipado com a poderosa arquitetura.

É importante lembrar, porém, que a Apple não está parado, e seu novo A14, que deve equipar os novos iPhones, pode ultrapassar com folga o A12X do iPad Pro. De toda forma, nos resta aguardar para saber como o Cortex-X1 e futuros sucessores evoluíram com o tempo, mas há enfim a certeza de que veremos grandes avanços nos smartphones do futuro.


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