Quad Core anche su Smartphone

di Simone Zanardi

Lo scorso anno il mercato degli smartphone di fascia alta è stato invaso da dispositivi basati su processori a doppio core, soluzioni hardware che rappresentavano un salto generazionale non indifferente in ambito mobile. Al momento del rilascio dei primi terminali dual core molti analisti di mercato si sono chiesti se la potenza di questi sistemi fosse effettivamente utile su uno smartphone. Come spesso accade, questa domanda è diventata obsoleta prima ancora di trovare una risposta: il mercato è oggi infatti pronto ad accogliere i primi telefoni evoluti basati su architetture a quattro core. I produttori di chipset, insomma, non lasciano, anzi raddoppiano. E il quesito di cui sopra deve essere quantomeno riformulato aggiornando la tecnologia di cui si discute.

Il problema resta comunque invariato: la corsa ad architetture hardware sempre più performanti è conseguenza di una reale necessità  di potenza o si tratta dell’ennesima campagna di marketing che punta a creare il bisogno negli utenti per poi costringerli ad aggiornare il proprio parco macchine con nuovi gadget sempre più costosi?

Per rispondere a questo dilemma abbiamo provato per voi i primi smartphone con processore quad core disponibili sul mercato italiano: da una parte Htc One X, basato sulla piattaforma Nvidia Tegra 3 che già  ha esordito su tablet, e dall’altro Samsung e il suo Galaxy S III, con a bordo la Cpu Exynos Quad della stessa casa sudcoreana. Anche Lg ha lanciato un terminale quad core, l’Optimus 4X Hd, che però non è giunto nei nostri laboratori in tempo per la prova. Il dispositivo Lg si basa comunque sulla medesima piattaforma Nvidia sfruttata dall’Htc, il che ci permette di fornirvi in ogni caso una panoramica completa di quanto offre il mercato a livello di processori di ultima generazione per smartphone.

Prima di analizzare nel dettagli i due terminali in prova, approfondiamo le tecnologie hardware su cui si basano.

La prima azienda a compiere il salto verso il quad core in ambito mobile è stata Nvidia con la sua piattaforma Tegra 3, già  lanciata negli scorsi mesi su tablet e oggi adottata anche su smartphone. Tegra 3 è in realtà  una piattaforma in grado di sfruttare ben 5 core: le quattro unità  principali operano a 1,3 o 1,4 GHz, mentre un quinto core, battezzato companion, entra in gioco in alternativa agli altri per gestire i compiti meno impegnativi. Lavora a una frequenza di soli 500 MHz ed è quindi particolarmente efficiente dal punto di vista dei consumi energetici. Il processo produttivo adottato da Nvidia per Tegra 3 è di tipo Tmsc a 40 nanometri, mentre l’architettura dei core principali è la classica Arm Cortex A9. Per migliorare ulteriormente l’efficienza complessiva dell’architettura, i core principali variano la frequenza operativa in base alla situazione: quando un solo core è attivo, questo opera a 1,4 GHz, mentre se due o più unità  di calcolo sono al lavoro contemporaneamente, la frequenza di tutti i moduli scende a 1,3 GHz. Il Variable Symmetrical Multi-Processing (Vsmp) prevede quindi una frequenza unica per tutti i core, che non possono quindi essere gestiti a ritmi differenti.

In aggiunta alle unità  di calcolo standard, Tegra 3 integra un sotto sistema grafico particolarmente evoluto:  la Gpu Geforce Ulp (Ultra Low Power) sfrutta ben 12 core per fornire prestazioni elevate in ambito 2D e 3D.  Secondo i dati rilasciati da Nvidia, la piattaforma Tegra 3 ha consumi energetici che possono essere inferiori anche del 60% rispetto a quelli di Tegra 2, la soluzione dual core di precedente generazione della casa statunitense.

La più rapida a rispondere ad Nvidia nel campo dei processori quad core per smartphone è stata Samsung che proprio con il nuovo Galaxy S III lancia sul mercato la sua architettura Exynos in versione a quattro core. L’ Exynos 4 Quad (4412) è’ basato su processo costruttivo a 32 nm e implementa la tecnologia Hkmg (High-K/Metal Gate) utilizzata anche dal chip A5 dell’ iPhone 4S, una tecnica sviluppata da Intel che utilizza nella creazione dei circuiti un materiale con costante dielettrica molto alta, la quale si traduce in una maggiore frequenza di clock sfruttabile a parità  di temperatura operativa .

L’architettura dell’ Exynos Quad è basata su quattro core Arm Cortex A9 (stessa famiglia del Tegra 3) con frequenza di clock fino a 1,4 GHz.  Identiche sono anche le quantità  di memoria per la cache di primo e secondo livello (rispettivamente 64 KB e 1 MB),  così come analogo, ma non uguale, è il sistema di gestione delle unità  di calcolo che permette di attivare di volta in volta un numero differente di core in base alle applicazioni attive. Nel caso dell’Exynos, le singole unità  di calcolo possono lavorare a frequenze differenti l’una dalle altre. Si parla quindi di Asmp (Asymmetrical Multi-Processing) in cui ogni core opera ad una propria tensione e frequenza al fine di massimizzare l’efficienza energetica.

Questo approccio rende di fatto superfluo l’utilizzo di un core supplementare analogo a quello di Tegra, dal momento che le stesse unità  Arm di sistema possono occuparsi dei servizi in background senza eccessivi sprechi. Secondo Samsung la nuova architettura permette di abbassare i consumi energetici del 20% rispetto alle precedenti soluzioni dual core dell’azienda.

Anche Qualcomm ha recentemente annunciato il proprio esordio nel campo quad core con l’ultima versione della propria piattaforma Snapdragon (S4 Prime). L’architettura Arm di base è la medesima di Tegra 3 e Exynos 4412, ma il processo produttivo scende sino a 28 nanometri, migliorando ulteriormente l’efficienza del sistema. Snapdragon S4 Prime può operare a frequenze massime di 1,5 GHz e integra la nuova Gpu Adreno 320.

Ricordiamo infine che oggi architettura quad core e Lte (lo standard per reti cellulari di quarta generazione) non vanno molto d’accordo: i primi chipset a quadrupla unità  di calcolo non supportano infatti la sezione di ricetrasmissione 4G, tanto che Htc ha lanciato per il mercato statunitense una versione Lte del proprio One X che monta al posto del Tegra 3 qui provato una soluzione Qualcomm a doppio core. (…)

Estratto dell’articolo pubblicato sul numero 256 luglio 2012

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