Vi proponiamo un'interessante comparativa tra quattro dei più promettenti SoC di nuova generazione destinati a tablet e smartphone, che arriveranno durante il 2012 sul mercato: quale sarà il più veloce? quale il più parsimonioso nei consumi?
I colleghi del sito androidauthority hanno pubblicato un articolo in cui si comparano le caratteristiche tecniche di quattro tra i più promettenti SoC (System on a Chip) ARM-based, che raggiungeranno il mercato durante il 2012. Parliamo precisamente di Qualcomm Snapdragon S4, anche noto col nome in codice Krait, Nvidia Tegra 3 o Kal-El, Texas Instruments OMAP 4470 e Samsung Exynos 4212, così da stabilire qual è il prodotto più promettente.
Riportandovi un riassunto dell'articolo originale vi avvertiamo però, come già fatto dai nostri colleghi, di tenere presente che i diversi protagonisti di questa comparativa, benchè debutteranno tutti nel corso del 2012, non saranno immessi immediatamente sul mercato. Potrebbe quindi verificarsi la possibilità che il SoC definito più performante in questa comparativa, possa essere superato da un altro modello al suo debutto. Non formatevi quindi giudizi definitivi fin quando il quadro non sarà completato dall'annuncio delle date ufficiali di debutto dei singoli modelli presi in esame.
Stranamente, inoltre, alla competizione manca la nuova architettura big.LITTLE di ARM, che prevede un mix di core di tipo Cortex A15 e Cortex A7. Probabilmente questa soluzione arriverà sul mercato più tardi rispetto alle quattro di cui parleremo, ossia tra la fine del 2012 e l'inizio del 2013.
Iniziamo quindi da Qualcomm, la cui fetta di mercato è costantemente cresciuta sia durante il 2010 che in questo 2011 e che si appresta nel 2012 a introdurre la nuova architettura Krait, che andrà a sostituire l'attuale Scorpion. Come sappiamo questa famiglia di SoC prenderà il nome commerciale di Qualcomm SnapDragon S1, S2, S3 e S4, a seconda del segmento occupato e delle prestazioni offerte. Ovviamente per questa comparativa è stato preso in considerazione il modello SnapDragon S4.
Di questo SoC vi abbiamo già parlato estesamente e vi rimandiamo ai nostri articoli precedenti per eventuali approfondimenti, qui ci limiteremo a ricordare che Qualcomm S4 sarà il primo SoC ARM ad essere realizzato con processo produttivo a 28 nm, che potrà avere un massimo di 4 core, che nella prima versione verosimilmente avrà frequenza di 1.5 GHz ma che potrà raggiungere in futuro anche i 2.5 GHz e che avrà un'interessante soluzione di power gating, che prevede la possibilità di avere frequenze asincrone per ciascun core.
Non tutti quindi lavoreranno per forza per tutto il tempo allo stesso clock rate, ma saranno invece in grado di eseguire le istruzioni in maniera indipendente l'uno dall'altro e la loro velocità sarà dunque regolata dinamicamente di volta in volta a seconda del workload istantaneo di ciascun core. Grazie al passaggio a un'architettura di tipo out-of-order e ad altre migliorie, il nuovo Snapdragon S4 dovrebbe offrire il 60% di prestazioni in più rispetto agli SnapDragon attuali a parità di frequenza, passando dai 2.1 DMIPS/MHz dello SnapDragon Scorpion a 3.3 DMIPS/MHz.
Anche il sottosistema grafico integrato sarà nuovo e inizialmente sarà costituito dalla GPU Adreno 225 che fornirà supporto alle librerie DirectX 9.3 e alle API OpenGL ES 1.1 e 2.0. Rispetto al precedente Adreno 220, il balzo prestazionale sarà però "soltanto" del 50%. Diciamo così perchè in passato Adreno 220 e Adreno 205 hanno assicurato ciascuno il 100% di prestazioni in più rispetto alla versione precedente. Il vero salto di qualità si avrà così soltanto col passaggio ai futuri chip Adreno 3xx, che dovrebbero essere equiparabili per potenza di calcolo alle GPU delle attuali Sony PlayStation 3 e Microsoft XBoX 360.
Purtroppo i chip arriveranno solo nel corso del 2012 o agli inizi del 2013. Alla luce di quanto detto quindi SnapDragon S4 dovrebbe essere, a parità di clock rate, soltanto il 30% più potente di un attuale ARM Cortex A9, mentre la GPU Adreno 225 dovrebbe essere comparabile per prestazioni con l'attuale Mali 400 di Samsung Galaxy S II.
Per quanto riguarda Nvidia invece il 2012 ha il nome di Kal-El, ossia il nuovo SoC Tegra 3, che si preannuncia come uno dei più potenti della sua generazione e che dovrebbe permettere quindi al Green Team di riguadagnare il terreno perduto con Tegra 2 a causa dei tanti rinvii, dovuti anche a quelli del sistema operativo Google Honeycomb 3.x. Tegra 3 non è particolarmente nuovo per quanto riguarda l'architettura, infatti, nonostante arriverà soltanto alla fine del 2011 o agli inizi del 2012, esso sarà ancora basato sugli attuali processori ARM Cortex A9 con core clock di 1.5 GHz, realizzati con processo litografico a 40 nm.
Proprio per arginare i consumi, visto che adotterà ben 4 Cortex A9, Tegra 3 adotterà diversi accorgimenti, tra cui il più interessante, di cui vi abbiamo parlato più approfonditamente in un nostro articolo precedente, è senz'altro l'introduzione di un quinto core, chiamato Companion, con frequenza e performance ridotte rispetto agli altri quattro e che funzionerà in modalità single core quando il workload lo permetterà, così da abbattere i consumi elettrici.
Per quanto riguarda la potenza di calcolo ancora una volta Nvidia Tegra 3 sarà cinque volte più potente di Tegra 2, ma sappiamo anche che Cortex A9 ha una potenza di 2.5 DMIPS/MHz, quindi il 30% inferiore a quella messa in campo ad esempio dal Qualcomm SnapDragon S4. La GPU sarà invece tre volte più potente di quella presente nel Tegra 2, ma anche qui sappiamo che l'attuale GPU Mali 400 del Samsung Galaxy S II è già due volte più potente del Tegra 2 e comparabile ad Adreno 225 di Qualcomm S4, così Kal-El dovrebbe avere una GPU più potente di quella di alcune soluzioni attuali e anche rispetto al Qualcomm S4, ma probabilmente comparabile a quella di altri SoC in arrivo durante il 2012, come ad esempio il Samsung Exynos 4212.
Texas Instruments invece si trova in una fase delicata. Ci sono rumor circa la messa in vendita del reparto SoC che produce gli OMAP, ma forse l'introduzione del modello di transizione OMAP 4470, in attesa del nuovo OMAP 5, potrebbe convincere il produttore americano a restare sul mercato. Molto però dipenderà dal momento in cui OMAP 4470 sarà disponibile. Le novità che riguardano questo chip intermedio sono diverse. La prima ancora una volta è data dal power gating e dalla gestione dei consumi energetici.
Texas Instruments ha adottato una soluzione simile a quella vista per Kal-El, che prevede la presenza di due core Cortex M3 dotati di un supporto ridotto all'esecuzione di codice e con una frequenza inferiore e che saranno impiegati per le animazioni 2D, l'interazione di tipo touch e lo svolgimento di altri task multimediali di basso livello. Per quanto rigurada la componente CPU, OMAP 4470 dovrebbe garantire un boost prestazionale del 20% rispetto all'attuale 4460, dotato di core ARM Cortex A9.
Nella nostra classifica ideale quindi questo SoC sarebbe posizionato dietro Qualcomm SnapDragon S4, anche se di poco. Se dunque OMAP 4470 dovesse debuttare all'inizio del 2012 potrebbe avere buone chance di diffondersi, mentre se dovesse arrivare verso la metà dell'anno sarebbe probabilmente schiacciato inesorabilmente da altre soluzioni più performanti. Per quanto riguarda invece la GPU, Texas Instruments abbandonerà finalmente la vecchia soluzione PowerVR SGX540 impiegata nell'attuale OMAP 4460, passando alla più recente GPU PowerVR SGX544, che è sostanzialmente equivalente a SGX543 integrata nel SoC Apple A5, anche se OMAP adotterà la versione a singolo core, contro quella a due core di Apple.
La frequenza di lavoro però potrebbe essere del 50% superiore rispetto a quella standard, andando quindi a compensare, almeno in parte, la mancanza di un secondo core. Texas Instruments parla di un aumento prestazionale di due volte e mezzo rispetto ad OMAP 4430. Se ciò dovesse essere confermato quindi la GPU di OMAP 4470 dovrebbe posizionarsi a pari merito con quella di Nvidia Tegra 3 o di Samsung Exynos 4212 e sopra a quella di Qualcomm Snapdragon S4.
L'articolo si chiude con l'analisi del Samsung Exynos 4212, che dovrebbe essere il "next big thing" della casa coreana. Benchè anche in questo caso la componente CPU sarà affidata ancora una volta a due core ARM Cortex A9 con clock rate di 1.5 GHz, per la loro realizzazione Samsung adotterà un processo produttivo a 32 nm di tipo HKMG (High-K Metal Gate), che dovrebbe abbattere i consumi energetici del 30% rispetto alla generazione precedente, realizzata a 40 nm.
La soluzione Samsung non prevede alcuna tecnologia particolare di power gating a differenza dei concorrenti, ma l'adozione di un processo litografico inferiore dovrebbe comunque garantire un risparmio energetico consistente a parità di frequenza operativa e quindi di prestazioni. Tuttavia è da tenere presente che con l'adozione del Cortex A9, Exynos 4212, dal punto di vista delle prestazioni del processore, si posizionerebbe in fondo alla classifica, avendo sopra di lui prima Texas Instruments OMAP 4470 e ancora più su Qualcomm SnapDragon S4 e infine Nvidia Tegra 3, che avrebbe una versione quad core del Cortex A9 e quindi potrebbe offrire prestazioni superiori globalmente, soprattutto per quanto riguarda il multitasking, anche se preso singolarmente appunto Cortex A9 è inferiore ai concorrenti.
Per quanto riguarda la GPU, Samsung non ha ancora dichiarato ufficialmente se essa sarà una nuova versione dell'attuale chip ARM Mali 400 o invece se sarà prodotta da PowerVR, fatto sta che il colosso coreano parla di un raddoppio delle prestazioni rispetto all'attuale Exynos 4210, cosa che posizionerebbe il Exynos 4212 a pari merito con Nvidia Tegra 3 e Texas Instruments OMAP 4470 e sopra Qualcomm S4.
I colleghi di androidauthority concludono l'articolo sostenendo che, tra tutte le soluzioni viste, quella più performante in assoluto dovrebbe essere Nvidia Tegra 3, almeno per quanto riguarda il mondo dei tablet, dove potrà essere presente nella versione quad core. Sappiamo infatti che, considerando il core singolo, ARM Cortex A9 è in realtà la soluzione meno potente, visto che sia Texas Instruments OMAP 4470 che Qualcomm SnapDragon S4 dovrebbero avere una potenza superiore, rispettivamente del 30% e del 20%.
Tuttavia è molto probabile che Kal-El sarà l'unico SoC quad core disponibile per tablet, almeno fino alla metà del 2012 e dovrebbe quindi offrire come detto prestazioni globalmente superiori alla concorrenza, che inizialmente sarà tutta ferma a SoC dual core. Inoltre Nvidia Tegra 3 potrebbe contare su una soluzione grafica tra le più performanti, almeno fin quando Qualcomm non passerà all'architettura Adreno 3.x, cosa però che non accadrà prima della seconda metà del 2012.
Fino a quel momento quindi è molto probabile che chi desideri un tablet con prestazioni high-end in tutti i settori si dovrà rivolgere a prodotti dotati di Nvidia Tegra 3, mentre per avere un buon mix tra costi e performance potrà prendere in considerazioni quelli che adottano Texas Instruments OMAP 4470 o Samsung Exynos 4212. Qualcomm SnapDragon invece tornerà realmente competitivo soltanto quando arriveranno le nuove versioni a quattro core, magari con frequenza di 2.5 GHz e GPU Adreno 3. Per la fine del 2012 però Nvidia dovrebbe far debuttare Kal-El+, Texas Instruments OMAP 5 e ARM il suo Cortex A15 basato su tecnologia big.LITTLE, per cui i giochi si riaprirebbero e non sarebbe così scontata la supremazia del SoC Qualcomm.
