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El teléfono inteligente en su bolsillo es poderoso. Es más poderoso que una gran cantidad de supercomputadoras ahora desaparecidas, y también algunas modernas. Otro hecho fácilmente disponible es que “su teléfono celular tiene más potencia de computadora que toda la NASA en 1969, cuando colocó a dos astronautas en la luna”.
Pero los microprocesadores de teléfonos inteligentes modernos aún están por detrás del potente procesamiento disponible en su computadora portátil o de escritorio. ¿Pero no es la misma tecnología? Echemos un vistazo a la diferencia entre su teléfono inteligente y el procesador de escritorio.
Procesador de teléfono inteligente frente a procesador de escritorio
Los números son similares y los nombres también. Los procesadores vienen en dos clases: móviles y de escritorio.
Los microprocesadores móviles utilizan gran parte de la misma terminología que sus homólogos de escritorio, pero son diferentes. Además, la etiqueta “móvil” es un poco engañosa ya que cubre un espectro tan amplio de dispositivos; teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, dispositivos de Internet de las cosas (IoT) y más.
Los diferentes fabricantes también se adaptan a los mercados de dispositivos móviles y de escritorio, con una mayor fragmentación según el tipo de hardware. Por ejemplo, los grandes jugadores en el mercado de chips de escritorio, Intel y AMD, no tienen mucho que decir en el mercado de microprocesadores para teléfonos inteligentes. Ambos fabricantes vendieron sus divisiones de teléfonos inteligentes, decidiendo no competir con Qualcomm, Apple, Samsung y otros gigantes de fabricación de chips móviles.
Hay rumores de un chip de teléfono inteligente AMD para dispositivos 5G, pero todavía son rumores al momento de escribir este artículo. Hace mucho tiempo, los chips Intel Atom alimentaron un puñado de modelos Asus Zenfone. Sin embargo, a diferencia de AMD, Intel no tiene planes de desarrollar para el mercado de teléfonos inteligentes 5G.
Diferencias entre procesadores móviles y procesadores de escritorio
Existen algunas diferencias clave entre los procesadores de teléfonos inteligentes y los procesadores de escritorio. Estos se enfocan en:
- Arquitectura de CPU
- Set de instrucciones arquitectura
- Energía y calor
Echemos un vistazo a estas diferencias de procesador con más detalle.
1. Arquitectura de CPU: sistema en un chip
Cuando hablamos de una CPU de escritorio, invariablemente nos referimos a esa pieza específica de hardware. Una CPU de escritorio es el cerebro de la computadora . Cuando hablamos de la CPU de un teléfono inteligente, el término “procesador” se refiere más de cerca a la arquitectura System on a Chip (SoC). Entonces, ¿en qué se diferencian?
Bueno, el SoC es un solo chip que puede variar en tamaño, que alberga una CPU, una GPU (una unidad de procesamiento de gráficos, otro componente de PC separado), varias radios, sensores, capas de seguridad y características del dispositivo. Los fabricantes empaquetan todas estas características en un solo chip .
La siguiente imagen muestra las capacidades de SoC Exynos 990 del Samsung Galaxy S20.
Eso es mucho golpe, que requiere mucha potencia. Ahora, considere que todos esos componentes son componentes de hardware separados en un escritorio, y podemos pasar a la siguiente sección.
2. Arquitectura del conjunto de instrucciones: ARM frente a X86
El segundo aspecto de la arquitectura de la CPU a considerar es el diseño general de la CPU. Intel otorga licencias de su diseño de CPU x86 a AMD y VIA Technologies. AMD son bien conocidos; ¿ha oído hablar alguna vez de la IVAA?
Independientemente, el diseño de Intel domina el mercado de los procesadores de escritorio. Las CPU x86 están diseñadas para una potencia computacional de alta gama, capaces de ejecutar millones de instrucciones. Y debido a que su computadora de escritorio obtiene energía directamente del zócalo, la CPU puede volverse loca, lo que resulta en máquinas más poderosas (¡y más calor!).
Los teléfonos inteligentes son diferentes. ARM diseña y licencia la mayoría de los procesadores de teléfonos inteligentes a fabricantes como Qualcomm, Apple, etc. Pero la diferencia clave es saber que el diseño de un microprocesador de teléfono inteligente ARM favorece tanto el rendimiento como la duración de la batería, en lugar de la potencia absoluta de una CPU de escritorio. Este es el por qué.
- Las CPU ARM SoC utilizan lo que se conoce como Computación de conjunto de instrucciones reducido (RISC). Los conjuntos de instrucciones RISC son más pequeños, requieren menos energía para procesarse y se completan rápidamente, liberando recursos del sistema o permitiendo que el dispositivo “inactivo” para ahorrar batería.
- Las CPU Intel x86 utilizan lo que se conoce como Computación de conjuntos de instrucciones complejas (CISC). Los conjuntos de instrucciones CISC son mucho más complejos y suman cadenas que contienen varias instrucciones.
Además, todas las CPU modernas utilizan algo conocido como microcódigo.
El microcódigo es el tipo de código interno de la CPU que le dice a la CPU qué acciones realizar, dividiendo las operaciones en instrucciones minuciosas. Pero el microcódigo también funciona de manera diferente en las CPU RISC. Debido a que las instrucciones RISC ya son comparativamente pequeñas, dividirlas en operaciones de microcódigo más pequeñas es más rápido.
3. Energía y calor
El marketing de CPU nos dice que miremos la cantidad de núcleos y la velocidad de reloj del procesador. Pero los valores del procesador de los teléfonos inteligentes difieren de dos maneras: primero, no se correlacionan con las mediciones de la CPU de escritorio y, segundo, son algo engañosos debido a esto. Los valores numéricos no ilustran el otro lado importante de las CPU de los teléfonos inteligentes: generación de energía versus disipación de calor.
Cuando el procesador funciona, genera calor, mucho. Una CPU de escritorio disipa el calor mediante un ventilador o disipador de calor; la CPU de su teléfono inteligente no tiene el mismo lujo. Además, las CPU de los teléfonos inteligentes están empaquetadas en un espacio confinado, a veces en su bolsillo, junto a su pierna caliente, en un día caluroso … haciendo mucho calor.
Los fabricantes de CPU de teléfonos inteligentes lo saben y, como tal, limitan la velocidad general con la que puede funcionar el procesador. Una CPU de escritorio puede anunciar su velocidad de ejecución constante, mientras que la CPU de un teléfono inteligente probablemente anuncia su capacidad máxima teórica.
Toma este ejemplo. La CPU Intel i7 promedio produce alrededor de 65 vatios de calor; una CPU SoC basada en ARM solo produce alrededor de 3W, alrededor de 22 veces menos que el chip Intel. Para ser justos con Intel, estamos comparando una uva con una sandía. Los últimos chips Intel Atom (diseñados para dispositivos móviles y teléfonos inteligentes) tienen una disipación de calor mucho mejor, como era de esperar.
Entonces, en teoría, ARM podría desarrollar CPU SoC para teléfonos inteligentes que aumenten enormemente la velocidad del reloj, pero su teléfono inteligente y su batería se sobrecalentarán críticamente y morirán. Y la buena gente de ARM realmente no quiere eso.
La experiencia de escritorio
En algunos casos, los teléfonos inteligentes están reemplazando las soluciones de escritorio y portátiles . Los teléfonos recientes realizan múltiples tareas fácilmente, ejecutando múltiples aplicaciones al mismo tiempo. Además, la gran variedad de aplicaciones disponibles en Android e iOS significa que encontrar aplicaciones equivalentes al escritorio es simple. Muchas de sus aplicaciones de escritorio favoritas también tienen equivalentes móviles, como Microsoft Word.
Y luego están los sistemas de acoplamiento integrados. Continuum fue introducido por Microsoft con el lanzamiento de Windows 10, lo que le permite conectar su teléfono inteligente a una pantalla. De manera similar, la estación de acoplamiento DeX de Samsung se conecta a una pantalla y refleja la pantalla de su teléfono inteligente.
En ambos casos, puede confiar un poco en su teléfono inteligente como un centro de productividad. Sin embargo, aquellos que utilizan software con muchos recursos seguirán confiando en soluciones de escritorio más potentes. Si eso suena interesante, hay montones de hardware de reemplazo de escritorio para ayudarlo también.
¿Los procesadores de teléfonos inteligentes alguna vez coincidirán con los procesadores de escritorio?
Ya está sucediendo en algunos casos. La última generación de procesadores para teléfonos inteligentes, , como el Qualcomm 865+ presentado en IFA 2020 , ejecuta una potente configuración de procesador octa-core con una velocidad máxima de procesamiento de 2,4 GHz. El último procesador Exynos 1000 de Samsung también contará con un diseño de ocho núcleos con una potencia de procesamiento de hasta 2,73 GHz.
El problema es que el procesador de un teléfono inteligente enfrenta diferentes limitaciones a un procesador de escritorio. La falta de consumo de energía y el problema de disipación de energía versus calor mencionado anteriormente significa que el procesador de un teléfono inteligente siempre sufrirá en comparación con un procesador de escritorio.
La clave para recordar es que las CPU de los teléfonos inteligentes y de escritorio tienen diferentes expectativas y diferentes objetivos. Medirlos con precisión entre sí no siempre es útil debido a las grandes diferencias en el uso, así como al mercado de teléfonos inteligentes en constante cambio.
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