O que faz um comprimido ser um vencedor e outro um balde de parafusos? Vamos começar com uma história.

Era uma vez uma pequena empresa inglesa chamada Acorn Computers. No início dos anos 80, teve bastante sucesso com um computador doméstico de 8 bits chamado BBC Micro. Você pode se lembrar.

Para um substituto, a Acorn decidiu que nenhum dos processadores disponíveis na época - como o Motorola 68000 e o Intel 80286 - era adequado. Então, decidiu fazer o seu próprio, como você faz.

O ano era 1985 e a Acorn desenvolveu um processador RISC de 25.000 transistores chamado ARM v1. Usou-a para alimentar o agora extinto computador Archimedes, e esse mesmo núcleo ARM - com algumas melhorias - é o que agora alimenta mais de 75% de todos os dispositivos de 32 bits incorporados no século 21, 90% de todos os celulares nos últimos cinco anos, e a maioria dos tablets, incluindo o iPad.

Este sucesso surpreendente é em parte relacionado a como a ARM Holdings vende os processadores, na medida em que isso não acontece. Ele licencia o IP do projeto para que qualquer pessoa possa criar seu próprio processador ou sistema híbrido com processador ARM. Assim, o processador A4 no iPad é alimentado por ARM, é o mesmo que o Galaxy Tab, fica no coração da Nvidia Tegra e também dentro de quase todos os smartphones.

O ARM v1 original não tinha pipelines, nem cache e nem MMU. O design v7 mais recente é usado em uma variedade desconcertante de diferentes processadores e dispositivos de consumo, usa a linha Cortex-A e é o primeiro design com capacidade para vários núcleos da ARM.

Existem duas variantes principais que você vai querer ficar de olho. O Cortex-A8 é uma implementação de núcleo único que usa um pipeline de 13 estágios, até 32 KB de cache L1 e 1 MB de cache L2, um MMU e um FPU opcional, e tem uma velocidade máxima de clock de 1GHz. Você vai encontrá-lo no chip A4 original do iPad e no HTC Desire.

O mais recente e melhor Cortex-A9 é uma variante compatível com quad-core com um pipeline fora de ordem de 13 estágios, até 64KB de cache L1 e 8MB de cache L2, um MMU, um FPU opcional e uma velocidade máxima de clock de 2GHz . Uma versão dual-core disso está dentro do chip iPad 2 A5 e do Motorola Xoom.

Uma versão mais barata é o Cortex-A5, que não tem cache L2 e uma velocidade máxima de 1GHz ou 600MHz para a variante de baixa potência.

Para 2012, a ARM tem o Cortex-A15 alinhado. Ele promete pelo menos 40% de aumento na velocidade por clock em relação aos projetos atuais.

Os outros jogadores

Claro, o ARM não é o único nome no jogo; Intel e AMD estão martelando suas próprias apostas no mercado.

O navio AMD Fusion já partiu no tablet Acer Iconia W500, que usa o processador SoC (AMD-system-on-a-chip) AMD Fusion C-50.

Rodando a 1GHz com dois núcleos x86 e um cache L2 de 512KB, ele ainda consome 9W de energia, o que pode ser bom para um laptop Windows, mas está longe do sub-1W que os dispositivos ARM podem alcançar. Assim, a duração da bateria de quatro horas mais curta durante a reprodução de vídeo, em comparação com 10 horas em um iPad.

Mas seu principal objetivo de design é conduzir sistemas Windows - ele exibe gráficos FullX 11 completos, embora não tenha CPU e GPU para executar qualquer coisa recente..

No lado da Intel, os tablets se dividem em dois grupos: modelos Sandy Bridge completos e unidades com tecnologia Atom. O Asus Eee Slate EP121 é um exemplo perfeito de um tablet Core i5 para Windows. Custa £ 999 e tem uma duração de bateria de duas horas. Mas, então, tablets como este não devem competir com os consumidores. São ferramentas de negócios para soluções de negócios, como imagens médicas em um ambiente de rede.

Indo atômica

A grande esperança da Intel é a sua linha Atom, com a qual todos nós estamos familiarizados graças ao design do netbook de bloqueio. Ao contrário do AMD Fusion e Sandy Bridge Core, os arquitetos do Intel Atom tiraram um monte de recursos para torná-lo menos faminto por energia, dando a ele um pipeline em ordem, um cache L2 de 512KB limitado, um controlador de memória de canal único e nenhum SSE4, entre outras coisas.

Mesmo que o Atom N2x0 original tenha apenas 2.5W, ele precisou de um chipset adicional que consumiu 9.3W, totalizando 11.8W.

Foram os modelos Pineview SoC - que integraram gráficos nos modelos Atom N450 single-core e N550 dual-core, reduzindo a potência total de 5,5 W e 8,5 W - o que os tornou mais aceitáveis, aumentando a duração da bateria dos netbooks em relação ao nível de oito horas..

O Atom N550 é encontrado no novo netbook / tablet conversível Dell Inspiron Duo Sparta, mas, novamente, a vida útil da bateria se esforça para tornar a marca de quatro horas.

No entanto, para a Intel o jogo não começará realmente até que os primeiros Atoms usem o processo de produção de 32nm até o final de 2011. Sua versão Medfield aparecerá inicialmente em telefones, mas um Atom de 32nm chegará em tablets e oferecerá HD total de 1080p reprodução.

Nvidia Tegra 2 SoC

Um nome familiar que está começando a ganhar amigos em tablets é a Nvidia, com seu Tegra 2 SoC. É um exemplo ideal do que muitas outras marcas fazem no espaço móvel: pegue o núcleo ARM e construa um sistema em torno dele. É assim que os processadores A4 e A5 funcionam.

O Tegra 2 é um SoC dual-core de 1 GHz construído em torno do núcleo ARM Cortex-A9, usando um cache unificado de 1 MB de L2 e instruções separadas de 32 KB e caches de dados de 32 KB para ambos os núcleos.

Curiosamente, ao lado destes, fica um processador ARMv7 separado. Este é um modelo muito mais simples que pode fornecer requisitos de consumo ultrabaixo, principalmente ao reproduzir áudio e vídeo, ajudando a estender a vida útil da bateria, desligando os núcleos maiores do Cortex-A9.

Falando nisso, o Tegra 2 possui tanto um decodificador de hardware 1080p completo quanto um codificador. O primeiro é projetado para lidar com conteúdo local e streaming, e é otimizado para vídeo em Flash codificado com h.264, mas também vídeo VC-1 e MPEG-4. Consumo de energia durante a reprodução de vídeo 1080p é inferior a 400mW.

O mecanismo de codificação é projetado para lidar com vídeo 1080p a 30 qps de uma câmera integrada, e ambas as unidades podem trabalhar em uníssono para oferecer videoconferência em alta definição. Ao lado do vídeo, há um processador de áudio dedicado capaz de lidar com a reprodução de MP3 usando menos de 30mW de energia.

Um processador de sinal de imagem é projetado para obter a saída bruta de qualquer câmera integrada de até 12MP em resolução e 30fps, aplicando aprimoramento de imagem em tempo real, como balanço de branco e redução de ruído. A saída pode então ser salva como uma imagem ou como um fluxo pronto para compactação e transmissão.

Há também uma série de requisitos adicionais de E / S que a Nvidia coloca no silício para lidar com protocolos de segurança e criptografia, USB, HDMI, controlador de toque SPI, memória, armazenamento flash NAND, PCIe e interfaces para rádio. Muitos outros modelos, como a série OMAP3xxx da Texas Instruments, Qualcomm Snapdragon e Samsung Hummingbird, fornecem habilidades semelhantes.

O elemento que falta é os gráficos. Gráficos móveis não são diferentes dos gráficos de desktop. É só que, em vez de um cartão de 200W, você precisa de uma solução sub-1W que se encaixa em um SoC..