Guia completo de processadores para smartphones

Guia completo de processadores para smartphones

Apesar de estarem por toda parte, não há como negar que o smartphone ainda é uma maravilha tecnológica. O número de coisas que você pode fazer com este compacto aparelho que cabe confortavelmente no bolso de suas calças seria visto como algo digno de ficção científica nos anos 70. Embora seja um conjunto de muitas tecnologias, no centro de cada smartphone está uma coisa que faz tudo isso acontecer: o SoC. O objetivo deste artigo é dar uma ideia básica do que faz este componente em um smartphone e qual é o panorama atual entre os processadores para celular. O objetivo final é ajudar você, o consumidor, a escolher o seu próximo smartphone.

O objetivo aqui não é aprofundar como funciona o processador em um smartphone moderno ou saciar a curiosidade de um fanático por especificações, com o número de transístores ou o número de operações matemáticas por segundo. Em vez disso, nosso objetivo é trazer para você as informações mais importantes para ajudá-lo na hora de investir em um novo aparelho.

Este artigo será associado a vários outros textos individuais relacionados aos chips de processadores, que trarão comparativos, análises e discussões em detalhes sobre modelos específicos.

Pegue um atalho

Processadores, SoCs e chipsets são a mesma coisa?

Os entusiastas de longa data podem torcer o nariz para a palavra "processador" ou "chipset" e dizer que "SoC" (sigla para System on a Chip, sistema-em-um-chip) é o termo mais correto. No final das contas, tudo o que você precisa saber é que quando usamos as diferentes palavras para um smartphone estamos nos referindo à mesma coisa — mesmo que a terminologia possa não ser totalmente precisa.

Aqui no NextPit, optamos por usar a palavra "processador" no lugar de "SoC" ou "chipset" no título, devido à popularidade do termo, que já está consolidado. Ao longo do texto usaremos também "chip" ao nos referirmos ao componente. Tradicionalmente, o termo processador é usado para designar a Unidade Central de Processamento (CPU) usada nos PCs, enquanto chipset serve para identificar um conjunto de chips.

Os SoC modernos também incorporam uma CPU/processador — mas ela é apenas um dos muitos componentes que compõem um SoC. Portanto, a resposta que você está procurando é esta: enquanto um SoC e um processador são coisas teoricamente diferentes, com o tempo, tornou-se aceitável chamar um SoC de processador ou chipset, o que pode confundir muita gente ao encontrar os termos gringos pela primeira vez.

Afinal de contas, o que é um SoC?

Uma resposta comum que você pode ter visto muitas vezes compara o SoC com o cérebro humano, mas discordo dela. Uma maneira mais precisa de entender um SoC é pensar nele não como o cérebro — mas como a cabeça humana. Sim, você leu isso direito. Pode parecer engraçado, mas é mais simples visualizar sua cabeça como o SoC, e seu cérebro — que está localizado dentro dela — como a CPU. Assim como sua cabeça integra muitas outras partes, o SoC também contém vários componentes. Muitos deles também ajudam a tirar a carga do processador e o ajudam a ter um desempenho mais eficiente.

Como explica o termo que dá origem à sigla em inglês — sistema-em-um-chip — o SoC é um conjunto de diferentes processadores e controladores integrados em um chip, cada com uma função própria. Dê uma olhada no diagrama abaixo para visualizar alguns componentes que compõem um chip de smartphone moderno.

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Os componentes dentro de um SoC moderno. Usamos o Qualcomm Snapdragon 888 como exemplo / © Qualcomm

Você também pode pensar no SoC como a parte mais crítica de um smartphone moderno. Ele funciona efetivamente como uma única unidade e é responsável por realizar quase todas as tarefas que você pede ao seu celular. Seja algo relativamente comum como fazer e receber chamadas, ou ainda algo mais complexo, como usar a câmera para registrar fotos e vídeos, depois editar e renderizar um produto final usando um aplicativo de edição.

O que é a arquitetura ARM

Outro nome que você pode ter lido relacionado aos chips de smartphones é ARM. O que você precisa saber é que a ARM é uma empresa britânica que licencia a arquitetura que recebe o mesmo nome, o conjunto de instruções e o design das CPUs que são usadas pelas empresas que fazem os SoC para os smartphones atuais.

Não importa a marca de smartphone que você compra, nem qual o fornecedor do processador usado nele, é praticamente garantido que ele usa a arquitetura ARM.

Você geralmente encontra algo sobre a ARM ao ler notícias de lançamento de smartphones — especialmente ao chegar à parte em que as especificações técnicas são mencionadas. Normalmente, os textos destacarão qual tipo de processador ARM Cortex equipa o chip no celular.

ARM Logo
Todos os smartphones modernos são baseados na arquitetura ARM / © ARM

Mais uma coisa: é interessante citar ainda que as principais fabricantes de SoC como a Apple, Qualcomm, MediaTek, Huawei e Unisoc não fabricam os chips em fábricas próprias. Em vez disso, elas terceirizam este trabalho para empresas especializadas na fabricação de semicondutores como a TSMC, Global Foundries e SMIC. A Samsung é a única fabricante de processadores para smartphones citada nesta página que tem a capacidade de projetar seus próprios SoCs baseados na tecnologia ARM e também fabricá-los, graças à subsidiária Samsung Foundry, que também produz chips para as demais empresas.

Os diferentes componentes de um SoC

Um chip de smartphone moderno normalmente integra os seguintes componentes:

Unidade Central de Processamento (CPU)

O componente mais importante em um smartphone moderno, a CPU é o cérebro por trás do aparelho. Uma CPU nos celulares atuais normalmente tem vários núcleos, e seu desempenho é medido em giga hertz (GHz). Quando falamos sobre o desempenho dos dispositivos, frequentemente usamos termos como "Cortex-A77" ou "Cortex-A53". Eles são os nomes das CPUs integradas no SoC. Vamos aprender sobre núcleos e processadores de smartphones em um artigo separado.

Unidade de Processamento Gráfico (GPU)

Embora a CPU possa lidar com várias tarefas, ela não foi projetada especificamente para lidar com gráficos. Como a maioria dos smartphones atuais precisa rodar jogos (e conteúdo de vídeo) altamente exigentes, esta tarefa é tratada por uma GPU dedicada. Os SoCs da Qualcomm normalmente usam suas próprias GPUs com a marca Adreno, enquanto outros fabricantes licenciam o projeto das GPUs ARM Mali ou PowerVR.

Curiosidade: o nome Adreno é um anagrama de Radeon, e isso não é coincidência. A GPU da Qualcomm é sucessora do processador Imageon, adquirido da AMD/ATI, a responsável pelos processadores gráficos usados em desktops, notebooks e consoles de videogame.

Unidade de Processamento de Imagem (ISP)

Os smartphones modernos geralmente contam com uma unidade de processamento de imagem separada. Ela basicamente permite converter os dados captados pelos sensores de imagem na foto que você pode editar e compartilhar com amigos e parentes. No passado, a CPU costumava lidar também com esta tarefa, mas os fabricantes perceberam que é melhor "terceirizar" esta tarefa para uma unidade de processamento de imagem dedicada. Entre os nomes que você encontra para os ISPs nas fichas técnicas estão o Spectra, da Qualcomm, e o Imagiq, da MediaTek.

Modem integrado

Os smartphones modernos são dispositivos móveis de comunicação, e um modem é o componente essencial que torna isso possível. Um modem é usado para converter os sinais sem fio da operadora de telefonia em dados que seu celular possa entender. Os atuais modems nos smartphones podem integrar conexões 5G, 4G, 3G, Wi-Fi e mais em uma única unidade. E embora a maioria dos SoCs para celular tragam atualmente um modem integrado, há algumas exceções.

Exemplos recentes incluem o Qualcomm Snapdragon 865/865+/870 e o Apple A14 Bionic, que usam o mesmo modem externo — o Snapdragon X55. Por "externo" queremos dizer que o modem não está integrado ao SoC, ocupando um outro chip. Outro exemplo disso é o Exynos 990, da Samsung, que também usa um modem externo.

SoC Modem
O modem Snapdragon X55 é usado na linha iPhone 12 e com o chip Snapdragon 865 da Qualcomm / © Qualcomm

Nem todas as fabricantes de chips se preocupam em batizar seus modems. A Qualcomm é a principal exceção, normalmente nomeando seus modems com a letra X, seguida por um número. O mais novo modem 5G deles, por exemplo, é o Qualcomm Snapdragon X60.

A MediaTek, HiSilicon e Samsung normalmente não mencionam os nomes dos modems nas fichas técnicas de seus processadores. A MediaTek revelou porém, ao anunciar seu modem 5G mmWave M80, que a linha de SoCs Dimensity usa o modem M70. Já os modems da HiSilicon usam o nome Balong, no entanto, você raramente encontrará referências a ele até mesmo nos sites oficiais, o mesmo acontece com a Samsung, e seu Exynos Modem (ou Shannon).

Outros componentes

Embora os quatro elementos acima sejam os mais populares, um SoC moderno também integra outros componentes. Por exemplo, os Processadores de Sinais Digitais (DSP, o Hexagon no diagrama da Qualcomm) são normalmente usados para lidar com tarefas como analisar dados de sensores embarcados e, às vezes, até mesmo ajudar na reprodução de música. Com a onda da inteligência artificial e aprendizado de máquina, não é incomum que os chips para smartphone integrem uma Unidade de Processamento Neural (NPU) dedicada, projetada sob medida para lidar com este tipo de tarefa.

Extra: o processo de fabricação

Uma frase que você encontra frequentemente quanto lê as especificações de um SoC é algo conhecido como o "processo de fabricação". Ele é listado em nanômetros (nm), mas não se refere a uma medida concreta dos transístores ou componentes que formam o chip. A explicação mais simples que posso pensar neste momento é dizer que o processo de fabricação é um número usado para entender o quão miniaturizados são os elementos no SoC.

O tema dos diferentes processos de fabricação e como cada empresa "calcula" o nome de suas tecnologias vale uma dissertação, mas está muito além do objetivo deste artigo. O que você precisa lembrar é que quanto menor o processo de fabricação, mais complexo, caro e mais eficiente energeticamente é o chip.

Os atuais SoCs flagship são produzidos no processo de fabricação de 5 nm, enquanto os principais componentes topo de linha em 2020 eram baseados na litografia (sinônimo usado para o processo de fabricação) de 7 nm. Já os chips intermediários e básicos são tipicamente baseados em processos de fabricação já maduros — ou seja, mais baratos — de 8 nm, 10 nm, 12 nm, 14 nm, 28 nm, etc.

Quem fabrica SoCs para smartphones

Os principais nomes no segmento de chips para smartphones são as seguintes empresas:

  • Apple
  • Qualcomm
  • MediaTek
  • Samsung
  • HiSilicon
  • Unisoc

Aqui está um breve panorama dos produtos de cada uma dessas marcas.

Apple Silicon

Como a Apple não precisa usar seus chips em vários dispositivos, ela normalmente lança apenas um SoC de smartphone a cada ano. Até 2010, a Apple usava componentes da Samsung para os modelos iPhone e iPad. Desde então, a empresa mudou para seus próprios chips baseados na arquitetura ARM. O primeiro SoC projetado pela empresa da maçã foi o Apple A4, que estreou no iPhone 4.

Uma década depois, o mais novo chip da Apple para dispositivos móveis é conhecido como Apple A14 Bionic, usado na linha iPhone 12. Ele é amplamente considerado o SoC mais poderoso atualmente disponível no mercado.

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A Apple usa seus próprios chips baseados em ARM nos iPhones, iPads e até mesmo na linha MacBook / © NextPit

A Apple também usa os integrantes da linha de processadores A em seus iPads. Mais recentemente, a empresa atualizou a gama MacBook com uma versão modificada do chip A14 Bionic, o Apple M1. O lançamento do chip para notebooks e PCs marcou ainda o batizado da família de processadores da empresa: Apple Silicon.

Qualcomm Snapdragon

A norte-americana Qualcomm é talvez a mais famosa fabricante de SoCs para smartphones. Seus chips para celulares e tablets são vendidos sob a marca Snapdragon. A Qualcomm projeta e vende uma grande variedade de componentes do tipo, desde chips para telefones celulares basicões até processadores topo de linha para smartphones gamer.

Snapdragon série 800

Os SoCs da série 800 da Qualcomm há muito tempo detêm o título dos processadores mais poderosos para smartphones Android, estes chips são geralmente usados em smartphones premium. Em 2021, o SoC topo de linha da Qualcomm é o Snapdragon 888. Seus predecessores incluem os Snapdragon 865+ e 865, ambos de 2020, e os Snapdragon 855+ e 855, de 2019. A Qualcomm também anunciou no começo de 2021 o Snapdragon 870, que está posicionado entre o modelo 865 (no qual é baseado) e o seu substituto, o chipset 888.

Snapdragon série 700

Como você já deve ter adivinhado, os SoCs da série 700 da Qualcomm estão posicionados um degrau abaixo dos chips mais potentes da série 800, e são normalmente usados em smartphones intermediários mais avançados. Embora não sejam tão potentes quanto seus irmãos da série 800, os chips da série 7 têm características quase equivalentes, com reduções tanto na velocidade de processamento quanto no departamento gráfico. Alguns exemplos de chips da série Snapdragon 700 incluem o Snapdragon 765G, Snapdragon 732G e o Snapdragon 720G.

Snapdragon série 600

Os processadores Snapdragon série 600 estão entre os mais populares no mercado de smartphones intermediários, que normalmente oferecem muitos recursos por um preço acessível. Embora estes SoCs não sejam tão poderosos quanto seus irmãos das séries 700 e 800, a maioria dos integrantes da série 600 são capazes de lidar com todas as tarefas encontradas por um usuário médio. Estes chips apresentam GPUs adequadamente poderosas, que permitem jogar os games mais exigentes sem muitos sacrifícios. Os Snapdragon 675G, Snapdragon 670 e Snapdragon 665 são alguns dos SoCs desta família.

Snapdragon série 400

Como você já deve ter adivinhado, os Snapdragon da série 400 são tipicamente usados em smartphones das linhas de baixo custo. Embora estes SoCs possam lidar com a maioria das tarefas diárias, eles não são projetados para usos mais pesados como multitarefa ou games. A série Snapdragon 400 inclui os chips Snapdragon 460, Snapdragon 450 e Snapdragon 439.

Snapdragon série 200

Posicionados abaixo dos modelos básicos da série 400, os modelos dessa família são usados geralmente em smartphones vendidos em mercados emergentes, muitas vezes projetados para atrair pessoas que ainda utilizam telefones sem grandes recursos de conectividade. Exemplos: Snapdragon 215, Snapdragon 212, Snapdragon 205.

Além desses SoCs orientados para smartphones, a Qualcomm também fabrica chips para smartwatches sob a marca Wear.

SoCs MediaTek

Originalmente conhecida por seus processadores de baixo custo, normalmente usados em smartphones mais baratos, a MediaTek é uma empresa taiwanesa que projeta SoCs para smartphones, tablets, TVs e outros dispositivos. Ultimamente. eles têm representado uma ameaça significativa ao domínio da Qualcomm no segmento, graças a seus produtos competitivos de nível básico e médio, mas também está se aproximando cada vez mais da rival norte-americana com seus novos chipsets topo de linha. A MediaTek usa alguns nomes comerciais para seus SoCs, sendo que os mais populares são as linhas Helio e Dimensity.

MediaTek Dimensity 5G

A série Dimensity é a família de processadores da MediaTek para smartphones 5G. Ao contrário da rival Snapdragon 800, que é voltada apenas para produtos topo de linha, a gama de produtos MediaTek Dimensity inclui chips premium e intermediários.

Dimensity 1200
O Dimensity 1200 é um SoC topo de linha da fabricante / © MediaTek

O Dimensity 1200, por exemplo, é o SoC mais novo e mais rápido da empresa na data de publicação deste texto, e foi anunciado no início de 2021. Mas a série Dimensity também inclui a linha intermediária 800 e a mais acessível Dimensity 700.

MediaTek Helio G

A série Helio G da MediaTek inclui chipsets focados em jogos que normalmente atendem aos públicos de entrada e intermediário. A linha Helio G inclui SoCs como o Helio G25 de nível básico, até o relativamente poderoso Helio G95.

MediaTek Helio P

A série Helio P é uma linha de SoCs populares da MediaTek. Antes da chegada da linha G, a série P era o carro-chefe do portfólio da MediaTek. Muitos dos SoCs da família P são quase idênticos aos seus primos da série G, com as únicas diferenças sendo que estes últimos recebem uma GPU ligeiramente melhor. Os produtos desta linha incluem o Helio P95, P90 e P70 na parte superior, Helio P60 e P65 na gama intermediária e Helio P20, P22 e P25 no segmento básico.

MediaTek Helio A

Esta é uma linha de chips de entrada, quase sempre encontrados em smartphones Android básicos — normalmente de marcas regionais que se concentram principalmente em mercados emergentes. Os SoCs da série A da MediaTek incluem o Helio A20, A22, e A25.

A MediaTek também já teve a série Helio X. No entanto, esta linha não recebe um novo produto desde 2017 e está encerrada, para todos os efeitos. Daqui para frente, o mais provável é que a MediaTek se concentre apenas nas quatro linhas de produtos que mencionamos acima.

Samsung Exynos

A Samsung é um conglomerado sul-coreano que possui várias unidades de negócios. Uma delas é a subsidiária especializada em semicondutores — a Samsung System LSI — que projeta sua própria linha de SoCs para smartphones sob a marca Exynos. Embora os chips Exynos sejam normalmente usados nos smartphones da Samsung Electronics, os processadores da marca sul-coreana também podem ser encontrados em celulares de outros fabricantes, caso das chinesas Vivo e Meizu. Identificar os SoCs Exynos da Samsung é um pouco difícil, graças ao confuso esquema de nomes da empresa.

Exynos topo de linha

Até 2020, os principais chips da linha Exynos tradicionalmente integravam a série 9. A empresa, porém, lançou alguns SoCs intermediários que começavam com o mesmo dígito, e aí a confusão foi armada.

Para piorar, no final de 2020, a Samsung anunciou um novo chip avançado — o Exynos 1080, que também foi o seu primeiro SoC de 5 nm. O Exynos 1080 não é exatamente um processador topo de linha e provavelmente será encontrado em smartphones intermediários em 2021. Alguns meses após o anúncio do Exynos 1080, a Samsung apresentou o Exynos 2100, este sim, um verdadeiro processador flagship.

Exynos 2100
O Exynos 2100 é o SoC flagship da Samsung para 2021 / © Samsung

Este chip já é usado nas versões globais da família Samsung Galaxy S21. Os SoCs Exynos anteriores incluem a série Exynos 990 (2020), Exynos 9800 (2018/19) e Exynos 8800 (2016/17).

SoCs Exynos básicos e intermediários

Em 2021, a linha de chips intermediários da Samsung inclui a série Exynos 9600, de 2019, com os modelos 9609, 9610, e 9611. Estes SoCs — o 9611 em particular — são amplamente utilizados nos smartphones da empresa. Depois há a série Exynos 7000 que está posicionada abaixo da série 9000 e é tipicamente utilizada em telefones de nível básico. Os SoCs desta linha incluem o Exynos 7885 e o Exynos 7904.

Para continuar a confusão das nomenclaturas de números misturados, com 3 ou 4 dígitos, a Samsung também tem a série 800, que atualmente inclui dois SoCs: o Exynos 850, "basicão raiz", e o intermediário Exynos 880, sucessor da linha Exynos 9600 — avisei que não era fácil.

Huawei HiSilicon

A gigante chinesa de telecomunicações Huawei é outra marca que tem sua própria linha de SoCs para smartphones. Ela é projetada pela subsidiária HiSilicon, e seus chips para celulares são comercializados sob a marca "Kirin".

Assim como a Samsung, a Huawei destina os chips da marca Kirin principalmente para seus próprios dispositivos. Outra marca que utilizava os processadores HiSilicon era a ex-subsidiária Honor, que se tornou independente da Huawei em 2020.

Os negócios da Huawei no segmento, entretanto, estão enfrentando muitos problemas devido à guerra comercial em curso entre os EUA e a China. Após problemas recentes com o governo norte-americano, a HiSilicon confirmou que deixou de fabricar os SoCs Kirin topo de linha, produzidos pela taiwanesa TSMC (os modelos mais básicos podem ser fabricados pela chinesa SMIC). O futuro da linha Kirin segue incerta na data de publicação deste artigo, mas de qualquer forma, aqui está uma visão geral sobre os modelos mais recentes da família Kirin.

Kirin série 900 e 9000

Os atuais SoCs flagship da HiSilicon pertencem à série Kirin 9000 e incluem dois modelos — o Kirin 9000 e o 9000E. Antes deles, os Kirin topo de linha incluíam os chips Kirin 990, Kirin 990 5G e o Kirin 990E 5G. Voltando um pouco mais no tempo, os smartphones topo de linha da Huawei usaram os SoCs Kirin 970, Kirin 960 e Kirin 950.

huawei kirin 9000
O Kirin 9000 é o chip mais recente da Huawei. Mas seu futuro está em jogo / © HiSilicon

Série Kirin 800

A série Kirin 800 está posicionada logo abaixo dos SoCs da série 900/9000 e são projetados para serem usados nos smartphones intermediários e "intermediários premium" da Huawei. O mais novo produto desta linha é o Kirin 820E 5G e seu irmão, o Kirin 820 5G.

Série Kirin 700 e Kirin 600

A Huawei já utilizou amplamente os SoCs das séries Kirin 700 e 600 em seus celulares de entrada. Estes chips são projetados para competir contra a série Snapdragon 400 da Qualcomm. Entretanto, esta linha não apresentou novidades desde 2017-18, e o último SoC inédito a ser anunciado nestas famílias foi a família Kirin 710 em 2018 (uma variação, Kirin 710A, foi anunciada em 2020, mas trata-se apenas de uma versão fabricada pela SMIC na China). Já a última atualização da série Kirin 6 aconteceu em 2017, com o processador Kirin 659.

Unisoc (antiga Spreadtrum)

A Unisoc é mais uma marca de SoCs para smartphones, como já indica o próprio nome. Embora não seja tão famosa quanto a Qualcomm, MediaTek, Samsung ou a Huawei, a Unisoc tem um conjunto abrangente de chips focados em smartphones. Eles são utilizados principalmente por fabricantes que se concentram em celulares voltados para o segmento de entrada.

unisoc
A Unisoc não é muito conhecida no ocidente, mas tem ganhado espaço no mercado de SoCs / © Unisoc

A empresa anunciou em 2020 um interessante processador 5G batizado de Tiger T7520, baseado no processo de fabricação de 6 nm. O único outro chip 5G da empresa é o básico Tiger T7510, também lançado em 2020. A Unisoc tem um amplo portfólio de SoCs 4G que incluem os modelos T710, T618, e T610.

Agora que você tem um entendimento básico do que é um SoC para smartphone, e quais são as principais empresas que operam neste espaço, poderá entender melhor as especificações de hardware do seu celular. Este é apenas o primeiro artigo de uma série relacionada a chips de smartphones aqui no NextPit. Atualizaremos esta página com mais links sobre tópicos relacionados em um futuro próximo.

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