Smartphones: O que diferencia um chip avançado de outro intermediário? (Parte 2)

Na primeira parte desse artigo exploramos como um chip de smartphone é organizado internamente, focando na CPU, mostrando que uma ficha técnica caprichada pouco tem a ver com o desempenho do smartphone. Agora vamos ver como o restante do chip facilita a segmentação de mercado, já que se trata de uma área muito maior e contém componentes essenciais para separar um smartphone potente de um básico.

Quantidade e qualidade de memória RAM

Em relação ao desempenho, a diferença mais severa do LG G5 SE em relação ao LG G5 internacional é, provavelmente, a memória RAM. Tanto o processador quanto a GPU integrada compartilham a memória RAM do sistema, então a escolha dela impacta diretamente no comportamento geral do smartphone. No caso do G5, a maior limitação não chega a ser o fato de ele trazer 1 GB a menos em quantidade, mas sim a geração utilizada.

Há, resumidamente, 5 chips avançados neste primeiro semestre de 2016: Apple A9, Snapdragon 820, Exynos 8890, HiSilicon Kirin 950/955 e Helio X20/X25 (as variações do Kirin e do Helio são exatamente o mesmo chip, mudando apenas um pouco o clock de um dos clusters nos dois casos). Enquanto os quatro primeiros trazem chips LPDDR4, o Helio X20 e o X25 trazem chips LPDDR3. Agora vamos ver os resultados dos benchmarks abaixo:

Pera, quanto menos núcleos de CPU...maior o resultado?

Coincidência? Temos uma relação inversa aqui: quanto menos núcleos, maior o resultado.

1. Snapdragon 820 (4 cores)
2. Exynos 8890 (8 núcleos)
3. Kirin 950 (8 núcleos)
4. Helio X20 (10 cores)

Não, a correlação aqui não é causalidade. Significa que a quantidade de núcleos e clock não causa um resultado maior em benchmarks, e um dos motivos para isso acontecer é exatamente o tipo de memória RAM. A transição para o DDR4 e suas variações (DDR4L e LPDDR4) ainda ocorre de forma bastante lenta, já que ainda é uma tecnologia cara e relativamente inacessível para chips mais modestos.

Quantidade de memória RAM é sim essencial, com modelos com 4 GB se tornando comuns em uma boa quantidade de aparelhos e modelos com 6 GB começando a chegar no mercado. Porém, pouco adianta lotar o smartphone de núcleos e usar chips de memória RAM que não podem oferecer banda suficiente para que eles possam trabalhar no máximo, valendo mais a pena instalar menos memória RAM com uma tecnologia superior do que colocar quantidades dignas de desktops, mas que funcionam de forma mais lenta.

Quando um fabricante anunciar que um chip tem 4, 6 ou até mesmo 8 GB de memória RAM (como é previsto para 2017), observe o tipo de memória utilizada e a capacidade de banda máxima (que chega a 28,8 GB/s no caso do Snapdragon 820). Assim como acontece em desktops, vale mais ter menos memória mais potente do que mais memória que não tem desempenho suficiente para ser completamente aproveitada, além de limitar o desempenho de outros componentes.

A importância da GPU

"Como a Apple consegue um desempenho tão alto nos iPhones com apenas dois núcleos?" é uma pergunta bastante comum entre os usuários. Muitos atribuem isso à famosa otimização de software e hardware da Apple, já que lança poucos aparelhos por ano e fabrica o seu próprio sistema operacional, mas é muito mais do que isso.

Um software bem escrito é sim algo positivo e diferencial do iOS, já que o Android tem a responsabilidade de rodar em milhares de configurações diferentes, das mais incapazes até as mais potentes, o que significa uma dificuldade maior em otimizar o sistema para tantas configurações diferentes, algo com que a Apple não tem que lidar.

A Apple consegue isso, em primeiro lugar, por trazer os poderosos núcleos Twister, que oferecem uma das maiores eficiências single-core entre os chips do mercado. Basicamente, fazem mais com menos. Em segundo lugar, mesmo contando com "apenas 2 GB de memória RAM" (pelos padrões do Android), elas são do tipo LPDDR4, com uma banda altíssima (25,6 GB/s). O terceiro ponto é a GPU.

Mesmo que a Apple usasse núcleos não tão poderosos como o Twister, ele dificilmente seria lento, em especial em jogos, já que conta com a poderosíssima GPU PowerVR GT7600 de seis núcleos extremamente poderosos, projetada pela Imagination Technologies. Com exceção do Snapdragon 820, o Apple A9 bate praticamente qualquer chip no departamento de GPUs, isso lembrando que os iPhones, em geral, trazem uma resolução de tela menor do que os tops de linha com Android.

No gráfico abaixo podemos ver os melhores smartphones no Antutu quanto falamos de GPU. Em um primeiro lugar inquestionável temos o Snapdragon 820 com a Adreno 530, seguido do Apple A9 e em seguida o Exynos 8890 (ARM Mali T880 de 12 núcleos). Quem está nas posições seguintes? A geração anterior dos mesmos fabricantes!

Qualcomm, Apple, Samsung....Qualcomm, Apple, Samsung!

Já no resultado geral, temos o Kirin 950 posicionado em um distante quarto lugar, com uma colaboração considerável da CPU, sendo o único modelo que pertencente ao pódio. Ele vem com a mesma GPU Mali T880 presente nos Galaxy S7 e Galaxy S7 Edge, mas trazendo menos núcleos, o que impacta diretamente no resultado final do Antutu, já que uma diferença de mais de 37.000 pontos não é algo que pode ser ignorada.

Há um belo de um degrau entre a terceira e a quarta posição.

Ou seja, é uma combinação de arquitetura mais avançada com quantidade de núcleos. O Apple A9, por exemplo, usa a série 7XT, que varia do modelo GT7200 até o GT7900, onde a única diferença está na quantidade de clusters internos, com o modelo do iPhone 6s, o GT7600, com 6 clusters e 192 cores. Já a série Adreno de GPUs da Qualcomm não tem muitos detalhes divulgados, mas raramente não ganha o posto de melhor GPU entre os SoCs nos modelos mais recentes, isso graças à tecnologia adquirida da AMD ("Adreno" é um anagrama de "Radeon") e posteriormente melhorada pela Qualcomm.

Resumindo, não basta focar somente em CPU. Mesmo que a CPU seja extremamente rápida, precisa de uma memória RAM que a acompanhe, tanto em qualidade quanto em quantidade. Caso ambos estejam dentro do esperado, certamente vão decepcionar o usuário na hora de rodar um jogo pesado. Fazendo um paralelo com PCs, é o mesmo que ter um processador Intel Core i7 Extreme Edition com uma placa de vídeo de entrada. Tente rodar um jogo pesado em uma configuração dessas para ver que equilíbrio é mais importante do que o superfaturamento de certas parte do chip.

Chegamos, então, em uma pergunta interessante: então por que fabricantes não instalam os melhores núcleos com clocks altíssimos, quantidades gigantescas de memória RAM do tipo mais moderno e com o máximo de canais possíveis e a melhor GPU possível com o máximo de núcleos possíveis? A Mali T880, por exemplo, suporta até 16 núcleos, então por que a Samsung usa apenas 12? Por que a Apple não usa a GT7900 em vez da GT7600, já que trás 16 núcleos e 512 cores?

Há dois motivos para isso, um mercadológico, outro técnico, e vamos entender o motivo na terceira e última parte desse artigo.