¿Qué es un procesador?
Un procesador en pocas palabras es el "cerebro" del dispositivo móvil en donde se realizan los procesos u operaciones que hace el dispositivo móvil.
En el mercado actual existe una gran variedad de procesadores que se diferencian tanto en el fabricante como en los celulares que los utilizan, en esta publicación veremos los procesadores mas utilizados y sus características.
Arquitectura ARM
La arquitectura ARM domina el mercado de los procesadores para celulares con aproximadamente un 80% del mercado, esto debido a su principal característica; el bajo consumo de energía, característica importante para un dispositivo móvil.
El diseño del ARM comenzó en 1983, a cargo de Roger Wilson y Steve Furber como un proyecto de la empresa Acorn Computer. En 1985 se terminaron los primeros prototipos del procesador al que llamaron ARM1, un año después, en 1986 se lanza al mercado la primera versión comercial de este procesador llamado ARM2, desde entonces han salido una serie de familias como: ARM3, ARM6,ARM7, ARM7TDMI, StrongARM, ARM9TDMI, ARM9E, ARM10E,XScale, ARM11, Cortex, etc.
Actualmente la mayoría de los procesadores fabricados para los dispositivos móviles se basan en una de estas familias para su desarrollo.
Veamos por ejemplo el caso de Iphone de Apple
Como podemos ver cada procesador en cada modelo del iphone se basa en una diferente familia de la arquitectura ARM, siendo el procesador mas actual para el iPhone, el Apple A6 de doble núcleo basado en la familia Cortex.
ARM Cortex - A15
Procesador Hummingbird y Exynos de Samsung
Samsung también tiene su propia linea de procesadores, el mas conocido es el Samsung Hummingbird.
Este procesador esta implementado en el Samsung Galaxy i9000, tiene una arquitectura ARM cortex-A8, sin embargo Samsung a mejorado el diseño lógico logrando que un mismo numero de procesos sea completado en menos tiempo, obteniendo una ganancia de un 5 a un 10% en el desempeño sobre el diseño original de ARM.
Posee ademas tecnología de 45 nm (manómetros), esto significa que tiene una mayor cantidad de transistores en un menor espacio físico.
Samsung también tiene su propia linea de procesadores, el mas conocido es el Samsung Hummingbird.
Este procesador esta implementado en el Samsung Galaxy i9000, tiene una arquitectura ARM cortex-A8, sin embargo Samsung a mejorado el diseño lógico logrando que un mismo numero de procesos sea completado en menos tiempo, obteniendo una ganancia de un 5 a un 10% en el desempeño sobre el diseño original de ARM.
Posee ademas tecnología de 45 nm (manómetros), esto significa que tiene una mayor cantidad de transistores en un menor espacio físico.
Procesador Samsung Hummingbird
Una de las ultimos procesadores de Samsung sacado al mercado es el Exynos 4 Quad basado en ARM Cortex-A9 de cuadruple nucleo, utilizado en el Galaxy SIII.
Fue el primer procesador de cuatro nucleos que salio al mercado y cuenta con la tecnologia High-k Metal Gate de 32 nm, posee una velocidad de reloj de 1.4 GHz y un 20% menos de consumo energetico respecto a su predecesor el Exynos 4 Dual basado en la tecnologia de 45 nm.
Fue el primer procesador de cuatro nucleos que salio al mercado y cuenta con la tecnologia High-k Metal Gate de 32 nm, posee una velocidad de reloj de 1.4 GHz y un 20% menos de consumo energetico respecto a su predecesor el Exynos 4 Dual basado en la tecnologia de 45 nm.
El procesador incorpora un nuevo motor por hardware para la gestión de video de alta definición 1080p, esto tanto para la grabación como la reproducción.
La ultima version sacada al mercado por Samsung es el Exynos 5 Dual basado en la arquitectura ARM Cortex-A15 y con una frecuencia de 1.7GHz de doble nucleo basada en tecnologia de 32nm, junto a una GPU quad core Mali T-604 capaz de gestionar resoluciones de hasta 2560x1600 píxeles.
La ultima version sacada al mercado por Samsung es el Exynos 5 Dual basado en la arquitectura ARM Cortex-A15 y con una frecuencia de 1.7GHz de doble nucleo basada en tecnologia de 32nm, junto a una GPU quad core Mali T-604 capaz de gestionar resoluciones de hasta 2560x1600 píxeles.
Procesador Snapdragon de Qualcomm
Al igual que el procesador anterior, el Snapdragon también esta desarrollado en base a la tecnologia de 45nm lo que representa un un buen desempeño.
Al igual que el procesador anterior, el Snapdragon también esta desarrollado en base a la tecnologia de 45nm lo que representa un un buen desempeño.
Esta generacion de procesadores basadas en la familia Cortex, version ARMv7-A y nucleo Qualcomm Scorpion es utilizada por dispositivos moviles como el HTC Desire Z, thunderbold y el Disire HD.
Actualmente Qualcomm esta produciendo procesadores basados en tecnologia de 28nm llamados, SnapDragon S4. Esta reduccion de tamaño (28 nm) implica una mejora en el consumo al realizar las mismas tareas que con un procesador de por ejemplo 45 nm. Segun los creadores la reducción en el consumo estaría entre un 25 a 40%.
Actualmente Qualcomm esta produciendo procesadores basados en tecnologia de 28nm llamados, SnapDragon S4. Esta reduccion de tamaño (28 nm) implica una mejora en el consumo al realizar las mismas tareas que con un procesador de por ejemplo 45 nm. Segun los creadores la reducción en el consumo estaría entre un 25 a 40%.
Gráfico de consumo energético, comparación tecnologías 28nm vs 45nm
CPU
Para esta nueva tecnologia las CPUs pasan de ser Qualcomm Scorpion a Krait con una frecuencia de reloj comprendida entre los 1.5 GHz y los 2.5 GHz, logrando con esto un 60% mas de rendimiento su predecesor Snapdragon de 45nm.
GPU
Snapdragon S4, cuenta con una GPU adreno 225, que es aproximadamente un 50% mas rapida que la adreno 220.
La arquitectura del nuevo procesador Snapdragon S4 es un desarrollo propio de Qualcomm basado en ARM.
CPU
Para esta nueva tecnologia las CPUs pasan de ser Qualcomm Scorpion a Krait con una frecuencia de reloj comprendida entre los 1.5 GHz y los 2.5 GHz, logrando con esto un 60% mas de rendimiento su predecesor Snapdragon de 45nm.
GPU
Snapdragon S4, cuenta con una GPU adreno 225, que es aproximadamente un 50% mas rapida que la adreno 220.
La arquitectura del nuevo procesador Snapdragon S4 es un desarrollo propio de Qualcomm basado en ARM.
Procesador OMAP de Texas Instruments
OMAP 3
El OMAP36x comparte con el resto, la característica de diseño sobre los 45nm en el cual Texas Instruments añadió un acelerador de imágenes llamado IVA 2 que soporta la codificación y decodificación de imágenes por hardware, además incluye un componente que llaman Procesador de señales integrado que se encarga de manejar la información de imágenes y captura de video, el resultado, una mejora en el desempeño de la batería y en la captura de imágenes. Al igual que el Hummingbird el OMAP de última generación también cuenta con NEON ARM para potenciar el desempeño de aplicaciones multimedia.
OMAP 4
Analizando el OMAP 4470, una de las ultimas primicias desarrollada por Texas Instruments, antes de la salida del OMAP 5, podemos describir una serie de aspectos interesantes que la hacen una gran competidora con el resto de los procesadores existentes en el mercado.
CPU
Para comenzar, esta version posee un aumento de potencia de aproximadamente un 20% respecto a su predecesor el OMAP 4460, de esta manera el OMAP 4470 aumenta su frecuencia hasta los 1.8GHz y consta de dos nucleos Cortex-A9 construidos bajo la tecnologia de fabricacion de 45nm, junto con otros dos CortexM3 para tarease bajo consumo.
GPU
El OMAP 4470 incorpora una GPU SgGX544 PowerVR, con soporte para DirectX, OpenGL ES 2.0, Open VG 1.1 y OpenCL 1.1.
OMAP 5
Ultima versión de la linea de procesadores desarrollada por Texas Instruments en base a la tecnología de 28nm. Cuenta ademas con un acelerador multimedia de nombre, IVA 3D HD que nos permite entre otras cosas tener Full HD 1080p60 multi estándar de video ( codificación y decodificación).
Según se dice, este procesador "destroza" al Tegra 3 de Nvidia en cuanto a rendimiento. Veamos algunas de sus especificaciones.
CPU:
Posee dos ARM Cortex-A15 MPCore, capaces de alcanzar velocidades de hasta 2GHz cada uno. Ademas posee un ARM Cortex-M4 para tareas de bajo consumo y para capacidad de respuesta en tiempo real.
GPU:
Cuenta con una GPU llamada Multi-Core PowerVR SGX 544-MPx, el cual cuenta con aceleradores graficos para manejar juegos e interfaces graficas en 3D.
Ultima versión de la linea de procesadores desarrollada por Texas Instruments en base a la tecnología de 28nm. Cuenta ademas con un acelerador multimedia de nombre, IVA 3D HD que nos permite entre otras cosas tener Full HD 1080p60 multi estándar de video ( codificación y decodificación).
Según se dice, este procesador "destroza" al Tegra 3 de Nvidia en cuanto a rendimiento. Veamos algunas de sus especificaciones.
CPU:
Posee dos ARM Cortex-A15 MPCore, capaces de alcanzar velocidades de hasta 2GHz cada uno. Ademas posee un ARM Cortex-M4 para tareas de bajo consumo y para capacidad de respuesta en tiempo real.
GPU:
Cuenta con una GPU llamada Multi-Core PowerVR SGX 544-MPx, el cual cuenta con aceleradores graficos para manejar juegos e interfaces graficas en 3D.
Procesador Tegra de Nvidia
Es el procesador con mas éxito de esta generación basado en la arquitectura Cortex- A9 con una frecuencia maxima de 1,2 GHz y un diseño de 40nm, posee dos núcleos y cada núcleo posee 64 Kb de memoria cache.
Equipado con un procesador de señales capaz de soportar sensores de cámaras de hasta 12 Megapíxeles. En lo referente al procesamiento de gráficos se cuenta con un chip Geforce de ultra bajo consumo y adicionalmente soporta la salida de video HDMI.
En conclusión tenemos un procesador increíblemente rápido, con una gran desempeño en procesamiento de gráficos y con un bajo consumo de batería
Es el procesador con mas éxito de esta generación basado en la arquitectura Cortex- A9 con una frecuencia maxima de 1,2 GHz y un diseño de 40nm, posee dos núcleos y cada núcleo posee 64 Kb de memoria cache.
Equipado con un procesador de señales capaz de soportar sensores de cámaras de hasta 12 Megapíxeles. En lo referente al procesamiento de gráficos se cuenta con un chip Geforce de ultra bajo consumo y adicionalmente soporta la salida de video HDMI.
En conclusión tenemos un procesador increíblemente rápido, con una gran desempeño en procesamiento de gráficos y con un bajo consumo de batería
A pesar de ser un procesador diseñado para los tablets, Nvidia Tegra 2 ha sido integrado en dispositivos muy interesantes como el Zune HD. La pagina oficial de Nvidia señala que el Tegra 2 posee una potencia 4 veces mayor a la primera generacion de Tegra.
Algunas especificaciones del Tegra 2:
Procesador
CPU: ARM Cortex A-9 doble nucleo
Frecuencia: Hasta 1.2 GHz
Memoria
Frecuencia: Hasta DDR2-760
Tamaño de la memoria: hasta 1Gb
GPU
Arquitectura: ULP GeForce
Nucleos: 8
Sonido
Decodificacion: AAC - LC, AAC+, eAAC, MP3,MP3 VBR, WAV/PCM,etc.
Codificacion: AAC LC, AAC+, eAAC+, etc
Actualmente Nvidia cuenta con la ultima version de Tegra llamado, Tegra 3 el cual cuenta con innovaciones como:
4-PLUS-1, con cuatro nucleos y un quinto nucleo que conserva la energia de la bateria, este ultimo solo para dispositivos con sistema operativo android.
Nvidia DirectTouch: Arquitectura que mejora la respuesta tactil y reduce el consumo de energia descargando una parte del procesamiento tactil en el procesador Tegra 3
Tecnologia de pantalla Nvidia PRISM: Tecnologia que reduce la energia producida por la luz de fondo del dispositivo, mientras mejora el color del pixel, ofreciendo la misma calidad visual, pero aumentando la durabilidad de la bateria.
Algunas especificaciones del Tegra 3:
Tegra 3 en Android
Procesador
CPU: Cuadruple nucleo con 5º para ahorro de energia
Frecuencia: Hasta 1.7 GHz en nucleo unico/ 1.6GHz en nucleo cuadruple
Memoria
Frecuencia: Hasta DDR3-L 1500
Tamaño de la memoria: hasta 2Gb
GPU
Arquitectura: ULP GeForce
Nucleos: 12
Sonido
Decodificacion: AAC - LC, AAC+, eAAC, MP3,MP3 VBR, WAV/PCM,etc.
Codificacion: AAC LC, AAC+, eAAC+, etc
Procesador
CPU: ARM Cortex A-9 doble nucleo
Frecuencia: Hasta 1.2 GHz
Memoria
Frecuencia: Hasta DDR2-760
Tamaño de la memoria: hasta 1Gb
GPU
Arquitectura: ULP GeForce
Nucleos: 8
Sonido
Decodificacion: AAC - LC, AAC+, eAAC, MP3,MP3 VBR, WAV/PCM,etc.
Codificacion: AAC LC, AAC+, eAAC+, etc
Actualmente Nvidia cuenta con la ultima version de Tegra llamado, Tegra 3 el cual cuenta con innovaciones como:
4-PLUS-1, con cuatro nucleos y un quinto nucleo que conserva la energia de la bateria, este ultimo solo para dispositivos con sistema operativo android.
Nvidia DirectTouch: Arquitectura que mejora la respuesta tactil y reduce el consumo de energia descargando una parte del procesamiento tactil en el procesador Tegra 3
Tecnologia de pantalla Nvidia PRISM: Tecnologia que reduce la energia producida por la luz de fondo del dispositivo, mientras mejora el color del pixel, ofreciendo la misma calidad visual, pero aumentando la durabilidad de la bateria.
Algunas especificaciones del Tegra 3:
Tegra 3 en Android
Procesador
CPU: Cuadruple nucleo con 5º para ahorro de energia
Frecuencia: Hasta 1.7 GHz en nucleo unico/ 1.6GHz en nucleo cuadruple
Memoria
Frecuencia: Hasta DDR3-L 1500
Tamaño de la memoria: hasta 2Gb
GPU
Arquitectura: ULP GeForce
Nucleos: 12
Sonido
Decodificacion: AAC - LC, AAC+, eAAC, MP3,MP3 VBR, WAV/PCM,etc.
Codificacion: AAC LC, AAC+, eAAC+, etc
Tegra 3 en Windows 8
Procesador
CPU: cuadruple nucleo
Frecuencia: Hasta 1.4 GHz en nucleo unico/ 1.3 GHz en núcleo cuadruple
Memoria
Frecuencia: Hasta DDR3-L 1500
Tamaño de la memoria: hasta 2Gb
GPU
Arquitectura: ULP Nvidia
Nucleos: 12
Sonido
Decodificacion: AAC - LC, AAC+, eAAC, MP3,MP3 VBR, WAV/PCM,etc.
Codificacion: AAC LC, AAC+, eAAC+, etc
Procesador
CPU: cuadruple nucleo
Frecuencia: Hasta 1.4 GHz en nucleo unico/ 1.3 GHz en núcleo cuadruple
Memoria
Frecuencia: Hasta DDR3-L 1500
Tamaño de la memoria: hasta 2Gb
GPU
Arquitectura: ULP Nvidia
Nucleos: 12
Sonido
Decodificacion: AAC - LC, AAC+, eAAC, MP3,MP3 VBR, WAV/PCM,etc.
Codificacion: AAC LC, AAC+, eAAC+, etc
Celulares en el mercado que integran procesadores Tegra
LG Optimus 2X, Procesador doble núcleo Tegra 2
HTC One X, Procesador Nvidia Tegra 3 Quad-Core
Procesadores Medfield de Intel
Intel tampoco quiere quedarse fuera de este mercado que cada vez va cobrando mayor importancia, por lo que quiere competir en este mercado con un procesador basado en arquitectura x86 de nombre Medfield.
Por lo que vemos Intel tratará de ganarle mercado a ARM que es la actual referencia en el desarrollo de procesadores declarando así la guerra X86 vs ARM.
El Medfield es un procesador Atom Z2460 que cuenta con un solo nucleo, pero con la posibilidad de procesar dos threads (hilos), por paradojico que suene, el tener un nucleo no le imposibilita competir con los ARM Cortex-A9 e inclusive superar a varios que actualmente se encuentran en el mercado.
Medfield es un SoC que tiene un solo núcleo que trabaja a una frecuencia de hasta 1.6 GHz, fabricado en un proceso de baja potencia de 32 nm, cuenta ademas con unos 512Kb de Cache y una GPU PowerVR SGX 540 a 400 Mhz, dos modulos para video 1080p, VDX385 y VDE285 para comprimir y descomprimir video en perfiles altos, un ISP Silicon Hive para procesamiento de las fotos de la camara y una memoria LPDDR2 entre otras cosas
Intel tampoco quiere quedarse fuera de este mercado que cada vez va cobrando mayor importancia, por lo que quiere competir en este mercado con un procesador basado en arquitectura x86 de nombre Medfield.
Por lo que vemos Intel tratará de ganarle mercado a ARM que es la actual referencia en el desarrollo de procesadores declarando así la guerra X86 vs ARM.
El Medfield es un procesador Atom Z2460 que cuenta con un solo nucleo, pero con la posibilidad de procesar dos threads (hilos), por paradojico que suene, el tener un nucleo no le imposibilita competir con los ARM Cortex-A9 e inclusive superar a varios que actualmente se encuentran en el mercado.
Medfield es un SoC que tiene un solo núcleo que trabaja a una frecuencia de hasta 1.6 GHz, fabricado en un proceso de baja potencia de 32 nm, cuenta ademas con unos 512Kb de Cache y una GPU PowerVR SGX 540 a 400 Mhz, dos modulos para video 1080p, VDX385 y VDE285 para comprimir y descomprimir video en perfiles altos, un ISP Silicon Hive para procesamiento de las fotos de la camara y una memoria LPDDR2 entre otras cosas
Arquitectura de un Procesador Medfield de Intel
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