É por isso que os chips Snapdragon, A11 Bionic, Helio P22 e Exynos são processadores variados, criados por marcas diferentes – nesse caso, Qualcomm, Apple, MediaTek e Samsung –, mas ainda assim são CPUs ARM, desenvolvidas a partir de licenças concedidas a cada uma dessas fabricantes parceiras.

Já sabemos o que é a ARM, empresa responsável por desenvolver e comercializar licenças da arquitetura com o mesmo nome. Mas o que é essa arquitetura?

De uma forma resumida, falar em arquitetura ARM significa falar em um tipo específico de processadores, que funciona a partir de um conjunto restrito de instruções e que foca principalmente em baixo consumo de energia e baixa geração de calor. Essas duas últimas características são cruciais para celulares e outros dispositivos portáteis e ajudam a explicar porque esses chips acabaram dominando esse mercado, ao contrário da arquitetura x86, da Intel.

Quando a ARM desenvolve uma nova versão dos seus processadores, ela cria principalmente os núcleos de processamento. Esses núcleos são batizados de Cortex e existem diversas versões que atendem necessidades específicas.

Em geral, nos celulares e tablets, o consumidor encontra processadores baseados em núcleos Cortex-A, mas existem também processadores Cortex-M, para controladores de baixo consumo de energia, Cortex-R e outros, direcionados a equipamentos ainda mais específicos.

Além disso, há subdivisões entre diferentes faixas de performance relacionadas aos Cortex-A, por exemplo. O Cortex-A75 (e seu antecessor direto, o A73) é atualmente o núcleo mais rápido e poderoso da ARM, modelo sobre o qual processadores Snapdragon 845 e outros smartphones premium são construídos. Mas dentro dessa linha existe espaço, também, para o Cortex-A55 (e o A53), que não é tão veloz, mas gasta menos energia.

O A55 também aparece com frequência em processadores para celulares, especialmente em CPUs direcionadas a celulares intermediários. Há ainda os Cortex-A35, de baixa performance e associados a SoCs mais simples, destinados a smartphones de entrada. Um ótimo exemplo disso é o Redmi Note 4, da Xiaomi, que conta com o Snapdragon 625 e seus oito núcleos intermediários Cortex-A53 de até 2 GHz.

Para combinar consumo de energia e performance, as fabricantes também podem misturar conjuntos diferentes de núcleos. O Snapdragon 845, da Qualcomm, por exemplo, tem quatro núcleos baseados no Cortex-A75 de 2,8 GHz, e que correspondem à parcela de alta performance do processador. Restam outros quatro núcleos, aí desenvolvidos em torno do Cortex-A55, e que funcionam a até 1,7 GHz, com menos velocidade e mais economia de energia em situações de uso moderado.

Outras combinações são possíveis a depender da finalidade. O Helio P22, da MediaTek, por exemplo, também é octa-core, mas direcionado ao mercado intermediário. O chip usa oito núcleos desenvolvidos em torno do A53 para menor consumo. O mesmo design é repetido no Snapdragon 625, octa-core, com oito núcleos A53 de 2 GHz.

Como nós vimos, a ARM cria desenhos de processadores e vende licenças que autorizam marcas como Samsung, MediaTek e Qualcomm fabricarem processadores em cima disso. Mas o que acontece se o design padrão (ou “de referência”, como é chamado na indústria) não atende às necessidades de um produto específico?

Aí entra o investimento de cada fabricante em busca da melhor performance, ou conjunto de recursos e tecnologias que melhor atendam às suas necessidades. A Qualcomm pode decidir que deseja elevar a performance multicore – o processamento bruto usando vários núcleos ao mesmo tempo – e para isso deve mexer no desenho original. Desde que tenha permissão da ARM e capacidade técnica para fazê-lo, a fabricante estará no seu direito e poderá criar um núcleo exclusivo, mas com outro nome, Kryo.

A Samsung faz a mesma coisa com os seus processadores Exynos e tende a chamar seus núcleos customizados de Mongoose. A Apple apelida seus núcleos de alto desempenho de Monsoon e os de baixa performance e menor consumo de Mistral.

Essa possibilidade de alterar e retrabalhar o processador explica algumas diferenças importantes, como a capacidade da Apple em criar processadores que acabam atingindo performance superior em testes de benchmark se comparado com produtos da Qualcomm, Samsung e MediaTek, por exemplo.

Agora que sabemos o que são processadores ARM e a lógica por trás da nomenclatura dos conjuntos de núcleos desses processadores, fica fácil de entender a parte gráfica desses sistemas. Assim como acontece com os designs dos núcleos Cortex, a ARM desenvolve um padrão de referência de processador gráfico. Essa GPU é chamada de Mali.

No entanto, há diferenças entre as fabricantes, também. A Samsung, por exemplo, não retrabalha nada sobre as GPUs Mali e usa o design de referência da ARM. A Qualcomm, por outro lado, desenvolve uma GPU completamente diferente, chamada de Adreno. A Apple tradicionalmente usava um processador gráfico desenhado pela PowerVR, mas desde o A11 Bionic, do iPhone X, passa a usar uma placa gráfica criada internamente.

Com informações: ARM (1, 2), Qualcomm (1, 2), Android Authority, The Guardian e XDA Developer