Snapdragon 820: teremos a Qualcomm de volta ao topo?

Com algumas raras exceções aqui e ali, 2015 não foi um bom ano para a Qualcomm no segmento top de linha. Fabricantes tiveram que escolher entre o Snapdragon 808, que é sim um chip excelente, mas chegou longe de concorrer com o Exynos 7420 e o Snapdragon 810, que causou problemas de superaquecimento em praticamente todos os modelos em que foi utilizado. Nos segmentos mais básicos, liderados pelos chips Snapdragons 410 e 615, a receptividade foi bem melhor, mas a impressão é que este ano a Qualcomm ficou em segundo plano nos modelos avançados.

Mas o que aconteceu? A Qualcomm manteve uma liderança confortável até o final de 2014, “fechando com chave de ouro” ao anunciar o Snapdragon 805 e sua nova GPU Adreno 420, presente em alguns poucos modelos como o Moto Maxx e algumas versões do Galaxy Note 4, mas em 2015 isso mudou quase radicalmente. Vamos entender isso.

Samsung e Intel avançam

O Galaxy S4, ainda em 2013, chegou em duas versões: uma com um chip Qualcomm (Snapdragon 600) e outra com o Exynos 5410, da própria Samsung. Ambos ofereciam desempenhos muito próximos, de forma que muitos usuários não sabiam qual era o modelo que estavam usando, mas se diferenciavam em um ponto crucial: a versão com Exynos não trazia suporte a conexões 4G LTE, algo que a Samsung demorou bastante tempo para resolver.

Do lado da Intel, que até 2013 estava em seus primeiros estágios do chip Atom (lembram do Razr i da Motorola?), com modelos ainda simples se comparados aos modelos da Qualcomm e Samsung. O Atom Z2460, por exemplo, trazia um clock considerável de 2 GHz, mas apenas um núcleo, enquanto boa parte dos modelos já havia feito a transição para os chips quad-core. Outro ponto é que os chips Atom demoraram para suportar o 4G, enquanto a Qualcomm já tinha esse suporte (por motivos óbvios) há tempos.

O suporte ao 4G é um dos motivos que começa a explicar o sucesso da Qualcomm até 2014, já que foi uma das primeiras empresas a suportar o LTE, o que foi um excelente diferencial até a Intel e a Samsung adotarem suas soluções. Outro ponto é o próprio design dos chips Snadragon, que modificavam controles de tensão, clocks, quantidade de cache dos cores originalmente projetados pela ARM (família Cortex-A), enquanto boa parte dos concorrentes pouco alterava as características originais.

No caso dos últimos chips da família Krait, a Qualcomm conseguiu alcançar clocks bastante altos (até 2,7 GHz no caso do Snapdragon 805) sem grandes problemas de superaquecimento, adotando também processamento assíncrono e a capacidade de desligar cores individualmente. Isso fazia os Snapdragons operarem melhor e consumir menos energia, pontos que os concorrentes demoraram para usar em seus próprios chips.

Ou seja, a Qualcomm aproveitou uma boa janela com soluções mais avançadas, e 2014 foi a demonstração disso, com quase todos os tops de linha utilizando algum modelo da empresa. Essa calmaria se refletiu nos lançamentos dos novos chips Snapdragon a partir do Snapdragon 600, com aumentos constantes de clocks de melhorias de GPU, mas se mudar muita coisa, o que deu espaço para concorrentes como Intel e Samsung conseguirem alcançar a Qualcomm e, eventualmente, passá-la tanto em desempenho quanto em extras.

Se fôssemos utilizar um divisor de águas, ele com certeza seria o Galaxy S6, que significou duas coisas para o mercado. Em primeiro lugar, a Samsung, que vinha experimentando chips de oito núcleos há anos, abandonou completamente os Snapdragons em favor do Exynos 7420, um dos primeiros modelos de 14 nanômetros, que se mostrou claramente superior ao Snapdragon 810, que chegou mais como um protótipo do que um chip completo.

E esse é o segundo motivo. A transição entre o Snapdragon 805 e o 810 é mais abrupta do que parece, já que a Qualcomm não tinha o mesmo know-how da Samsung em modelos de oito núcleos, além de abandonar o Krait em favor de uma implementação praticamente literal dos Cortex-A53 e A57. O superaquecimento é um resultado desses dois fatores mais o processo de fabricação, que era de 20 nanômetros. Como veremos, o Snapdragon 820 (e modelos subsequentes) representam uma “volta às origens”, mostrando que a Qualcomm aprendeu com os erros do Snapdragon 810 e promete voltar a oferecer o que há de melhor em smartphones de linha.

Sai Krait, entra o Kryo (ou Hydra?)

Muito do sucesso da Qualcomm até o final de 2014 foi a adoção de núcleos próprios de CPU e GPU otimizada. Antes do Krait, por exemplo, tínhamos os núcleos Scorpion, que conseguiam uma eficiência maior do que a implementação padrão originalmente projetada pela ARM com seus cores Cortex-A. O mesmo vale para a GPU, usando a Adreno ao invés de algum modelo da Imaginagion Technologies ou da própria ARM.

Ainda não é completamente certo se a Qualcomm irá nomear sua própria geração de Kryo ou Hydra, embora tenda mais para o Kryo. De qualquer forma, há novidades bacanas, entre elas a adoção do processo d fabricação FinFET de 14 nanômetros (ou 16 nanômetros, dependendo de quem irá fabricá-lo), o mesmo utilizado pela Samsung no Exynos 7420, e 4 núcleos em vez de 6 ou 8 (Snapdragon 808 e 810, respectivamente), estes rodando a 2,2 GHz e desempenho teórico 30% do que o Snapdragon 805.

Do lado da GPU teremos a Adreno 530 com grandes promessas, afinal não é todos os dias que uma empresa promete um salto de 40% de desempenho com uma economia de energia de até 40%. É uma incógnita se esse ganho será tão alto, mas é certo que ele suportará OpenGL ES 3.1 com o Android Extension Pack (incluso no Lollipop em diante), Vulkan, OpenCL 2.0 (que permite CPU e GPU acessarem o mesmo endereço de memória) e Renderscript.

Tanto CPU quanto GPU suportarão endereçamento de 64 bits por padrão, o que permite utilizar mais de 4 GB de memória RAM. Aliás, é possível que o Snapdragon 820 utilize chips LPDDR4 rodando a 1866 MHz, o que nos faz acreditar que o ganho real de performance seja muito próximo do prometido pela Qualcomm, já que ela é acessada tanto pela CPU quanto pela GPU.

Vale dizer que desempenho, propriamente dito, não foi o problema do Snapdragon 810 (e Snapdragon 805, em menor escala), e sim seu consumo de energia e aquecimento, sendo este o ponto que esperamos ser resolvido nesta geração. Se a promessa de eficiência energética dos núcleos Kryo e nova Adreno se mostrarem reais, o benefício para o usuário será bem mais aceito pelo usuário do que um ganho de performance.

Spectra ISP, GPGPU, HDMI 2.0 e outros

SoCs não ficam restritos a CPU, GPU e memória RAM, que representam somente uma parte do chip. Há atualizações nos recursos e decodificadores extras, e certamente o Spectra Image Signal Processor (ISP) é o mais propagandeado até o momento, prometendo uma revolução no pré e pós processamento de imagens, que lida com compressão, renderização, e composição de vídeos e fotos, com capacidade para lidar com sensores de até 25 megapixels.

Serão dois processadores dedicados para a câmera, suportando até 14 bits de cores com correção automática de saturação, estabilização eletrônica melhorada (ou trabalhando em cima da estabilização óptica do próprio sensor), algoritmo melhorado de processamento de imagens noturnas, renderização de zoom óptico (caso disponível) com GPGPU (CPU e GPU), o mesmo válido para o HDR. Nos dá até uma certa ansiedade do que esperar dos modelos equipados com esse chip e um sensor de câmera premium nas próximas gerações de smartphone.

Do lado de vídeo, haverá suporte para decodificação de vídeos em 4K a 60 fps via HDMI 2.0 (usando MHL, não um micro HDMI dedicado), o que significa, também, resoluções de tela 4K, e 4K a 30 frames por segundo via Wifi. Do lado da proteção, o Snapdragon 820 contará com a tecnologia Zeroth, este com capacidade de usar aprendizagem de máquina para detectar e neutralizar malwares e tempo real sem causar um overhead de CPU. Tanto Android (especialmente o 6.0 Marshmallow) quanto o Windows 10 para smartphones podem tirar proveito dessa tecnologia pelo lado do sistema, já que a Qualcomm faz seus chips para ambas as plataformas.

No final das contas, o que o usuário ganha?

Como acontece em qualquer nova geração, o fabricante promete melhorias impressionantes. No que, especificamente? Em tudo, e o Snapdragon 820 não foge muito a essa regra. Mais desempenho, mais memória RAM, GPU melhorada com suporte a novas APIs de jogos, mais capacidade de lidar com fotos de alta qualidade e maiores resoluções de tela. Mais! Mais! Mais!

Um ponto, porém, que não recebeu tanto destaque foi o menos. Menos consumo de energia e menos aquecimento, em especial. Os 40% menos consumo de energia da Adreno 530 pode desaparecer facilmente em implementações reais, dependendo do foco que a Qualcomm dará em um desempenho 3D excessivo, já que essa é uma porcentagem teórica até otimista.

Smartphones, de uma forma geral, já são rápidos o suficiente para qualquer coisa, especialmente no segmento premium, foco do Snapdragon 820. Temos que esperar ele chegar em smartphones no começo de 2016 para ver o quanto ele será eficiente na hora de consumir energia, ponto que os usuários atuais com certeza priorizam ao invés de um ganho de desempenho que dificilmente trará algum benefício. É a velha história dos incrementos exponenciais de desempenho contra incrementos lineares de capacidade de bateria.

Fontes: Ars, WCCFtech, GSMArena, Forbes e Tech Report