Los teléfonos móviles son un objeto de deseo cada vez más universal y ya no hay que ser apasionado de la tecnología para interesarse por qué pantalla, procesador o sistema operativo cargan.

El acercamiento a los smartphones con el ánimo de tomar una decisión de compra que no se base únicamente en el precio, pasa por conocer cómo están construidos.

Vistos desde fuera, todos los terminales son parecidos: tienen una pantalla, iconos en el escritorio, algunos teclados, funcionan con una batería, etc.

Pero hay otras características que no se ven tanto, y que empiezan a cobrar relevancia a medida que la tecnología progresa. Son las relacionadas con los interiores de los dispositivos móviles, sobre todo de los smartphones, asunto que también se aplica a las tabletas y por extensión a los Ultrabooks y portátiles.

En los primeros teléfonos inteligentes, ya fueran Android, Symbian, BlackBerry, Windows Mobile o iOS, el procesador o las tecnologías aceleradoras de gráficos empleadas en su construcción apenas suscitaban interés.

La tecnología se ocultaba tras la mera funcionalidad. Además, la escasez de terminales, junto con la falta de información que se tenía de los primeros procesadores ARM y de los pocos fabricantes que los firmaban, contribuían a ocultar los detalles tecnológicos.                                                 El interés por los procesadores en movilidad.

A medida que el negocio de la movilidad ha ido cobrando forma y el ecosistema de aplicaciones y servicios creciendo, la tecnología va ofreciendo más y más posibilidades tanto para los desarrolladores de aplicaciones como para los de sistemas operativos.

Un teléfono móvil no se aleja demasiado (conceptualmente hablando) de un portátil o de un ordenador. Funciona gracias a que hay un sistema operativo que se ejecuta sobre una plataforma de hardware compuesta por un procesador (CPU), un acelerador gráfico (GPU), memoria, comunicaciones, la pantalla y una interfaz con métodos para la entrada de datos mediante teclado o usando los dedos o la voz.

A diferencia de los sistemas de sobremesa, donde muchos de estos componentes están perfectamente diferenciados, en los móviles lo que se hace es integrarlos todos en los SoC (System On a Chip).

Al principio eran populares los feature phones, que no permitían la descarga de aplicaciones, sino que dependían de las que tuviera preinstaladas  el propio sistema operativo cerrado, o de las que el fabricante incluyera con carácter excepcional posteriormente.

Ya entonces se empezaba a hablar del procesador como elemento diferenciador, con ejemplos como el Samsung Jet. Con Apple, con el iPhone original, la llegada de su tienda de aplicaciones en 2008 y meses después la de Google, todo cambió: las aplicaciones precisaban de un buen hardware para funcionar, por supuesto.
Su evolución ha atraído la atención de los principales fabricantes de procesadores; desde Intel hasta NVIDIA, pasando por Qualcomm, Samsung, Texas Instruments o Apple, entre otros.

Ahora que los fabricantes empiezan a alinearse con servicios y soluciones exclusivas, la elección del hardware es solo una de las variables en la ecuación de compra. Puede que tengas el mejor terminal, pero no te satisfaga un servicio concreto, como el de mapas.

¿Por qué ARM?.

La arquitectura de los procesadores móviles existentes, con el permiso de Intel y su procesadorAtom Z2460 con arquitectura x86, es ARM. ARM ofrece tanto los juegos de instrucciones necesarios para programar aplicaciones como diseños de referencia para fabricar los procesadores capaces de trabajar con ellos.

Las instrucciones tienen un equivalente en operaciones lógicas y aritméticas, que a su vez tienen su «representación» electrónica realizable mediante circuitos digitales.

Una compañía interesada en ofrecer soluciones CPU basadas en ARM puede licenciar tanto las instrucciones como el diseño de referencia, o diseñar desde cero la electrónica capaz de trabajar con ellas.

Durante la historia de ARM, ha habido diferentes arquitecturas caracterizadas por el juego de instrucciones. ARMv1, ARMv2, hasta llegar a ARMv7 con la vista puesta en ARMv8.

Para cada arquitectura, ha habido diferentes diseños de referencia. Por ejemplo, para ARMv6 se tenía el diseño de referencia ARM11. Y para los actuales ARMv7 son populares los ARM Cortex A9 a la espera de los Cortex A15.

Compañías como Apple, Qualcomm o NVIDIA, en alguno de sus proyectos futuros, no usan estos diseños de referencia y, por tanto, sus procesadores no se pueden categorizar como Cortex A9 ni A15, aunque sus características estarán en línea con las de los futuros Cortex A15.

Por ejemplo, el procesador Samsung Exynos 4412 de cuatro núcleos que usa el Galaxy S3 es ARMv7 Cortex A9, así como el Tegra 3 de NVIDIA, también quad core, es Cortex A9.

Los procesadores de Intel se han encontrado con un problema al enfrentarse a este entorno: la eficiencia de la arquitectura x86.

Intel ha ido bajando el voltaje y la frecuencia de sus CPUs para optimizar el consumo; pero, su problema es que, para obtener un procesador con un consumo tan bajo como para ser instalable en un móvil, tiene que bajar tanto la frecuencia que el rendimiento cae hasta niveles humildes.

Así, si una CPU x86 consume 100 W, puedes intuir que su rendimiento será elevado. Si consume 17 W, su rendimiento será varias órdenes de magnitud menor; y, si consume 2 W, el rendimiento será tan bajo que no valdrá ni para un móvil.
 
Tras muchos años de trabajo, parece que los Atom empleados en la plataforma Med¬field para móviles consiguen estar a la altura y ya hay terminales Android que usan el Atom Z2460 como procesador.

ARM, por su parte, usa un juego de instrucciones (ISA) reducido, más simple que el de x86.  Que consiste  en una arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) frente a la CISC de Intel o AMD (Complex Instruction Set Computer).

Esta es una arquitectura más eficiente, que ha crecido en rendimiento gracias a mejoras en el diseño de los micros.

Por ejemplo, Intel tuvo que eliminar la parte Out of Order (OoO) en el Atom para ajustarlo a las exigencias de consumo de los móviles, pero en ARM se ha conseguido implementar esta característica que hace que el rendimiento mejore entre un 15 y un 30 por ciento.

En la tabla de benchmarks puedes ver que los últimos procesadores ARM alcanzan rendimientos cercanos o superiores a los de Intel con consumos menores.

Gráficas y comunicaciones.

Otro de los elementos diferenciadores de los smartphones es el acelerador gráfico integrado en el SoC. Entre los desarrolladores de tecnologías gráficas para móviles están la propia ARM con los procesadores Mali; PowerVR, con los SGX; NVIDIA, con sus GeForce; o Qualcomm, con los Adreno, con la tecnología adquirida a ATI Imageon. Así, Texas Instruments, Intel o Apple emplean la tecnología de PowerVR, mientras que Samsung utiliza Mali.
 
A diferencia de los aceleradores gráficos para equipos de sobremesa, los que usan lo móviles son compatibles con OpenGL y no con DirectX.

Así, los programadores de aplicaciones usanOpenGL para crear los efectos gráficos y mover las geometrías de los juegos y aplicaciones tanto en 2D como 3D.

Hay una relación directa entre la resolución de pantalla y la capacidad que tiene que tener el procesador gráfico, con casos como el del iPad3 de Apple que tuvo que instalar un modelo de 16 núcleos aceleradores para satisfacer los requerimientos de su pantalla Retina 3.

Integradas o no en el SoC, en un smart¬phone las tecnologías de comunicación son esenciales.
Qualcomm ofrece soluciones excelentes tanto integradas en los chips como independientes. Con la llegada de LTE empiezan a complicarse las cosas.

Las palabras clave para quien busque el máximo aprovechamiento de las comunicaciones son precisamente LTE, DC-HSPA (HSPA dual carrier), así como WiFi de doble banda (2,4 GHz y 5 GHz) o Bluetooth 4.0 LE (Low Energy). NFC, si está disponible, es otra tecnología que entra dentro de las deseables de cara a futuros desarrollos tecnológicos.

De todos modos, es conveniente recordar  que la limitación en el caso de las comunicaciones móviles suele venir dada por parte del contrato o del operador más que por la tecnología.
La máxima velocidad que permite una tecnología dada generalmente solo se puede conseguir con modalidades de contrato que suponen un desembolso elevado cada mes.

¿Qué CPU móvil elegir?.

Quien haya pensado en elegir un móvil de gama alta o media, no debería tener problema para obtener un hardware solvente. Si es de gama alta, tampoco cabe  ansiedad  por el apartado del rendimiento ni ahora ni en un par de años. Para las gamas medias, lo indicado es asegurarse que tenga un procesador Cortex A9 de dos núcleos.

El procesador gráfico será del mismo rango de rendimiento. En unos meses, lo aconsejable es buscar Cortex A15 como referencia o bien una arquitectura a medida como la de Qualcomm con Krait, equivalente a Cortex A15.

En los móviles de gamas media-baja o baja, no hay que esperar nada espectacular. Habrá procesadores como los ARM11 o Cortex A8, donde ya es probable encontrar  dificultades para actualizar el sistema operativo a las últimas versiones o para instalar algunas aplicaciones especialmente exigentes.

Por supuesto, no es un inconveniente abrumador, salvo que interese  lo más de los más en cuanto a velocidades. Para el momento actual, velocidades entre 1 GHz y 1,5 GHz son correctas.

Si hubiera que resumir, en el momento presente, para sentirnos cómodo con el móvil, no es obligado aspirar a menos de un doble núcleo Cortex A9 oQualcomm Krait (por ejemplo, el HTC One S usar el doble núcleo Krait a 1,5 GHz).

El iPhone 5 usa su propia A6 y Texas Instruments no es ya demasiado fácil de encontrar en móviles, aunque hasta que no llegue TI OMAP5 no parece que haya una oferta amplia.
Con un modelo de cuatro núcleos no tendremos  problemas, sin olvidar  que no será posible una experiencia de uso dos veces mejor que la del dual core.

En cuanto a los gráficos, si elegimos  un procesador solvente, los gráficos serán solventes. En tanto  si procuramos un hardware acelerado concreto, se reducen las opciones para elegir la CPU al estar ambos componentes integrados en el mismo chip físico.

El futuro cercano.

En el futuro cercano está la llegada de los procesadores ARM Cortex A15 y, en 2013, la arquitectura ARMv8 como sucesora de la actual ARMv7. ARMv8 será compatible con 64 bits y permitirá usar más memoria y posiblemente marque el principio de la multitarea real en los sistemas operativos móviles. Aun hay mucho camino por recorrer en movilidad, aunque en cada momento siempre hay algunos terminales y tecnologías que son la referencia absoluta.

Qualcomm con sus procesadores Krait de dos y cuatro núcleos junto con aceleradores gráficosAdreno son una alternativa para los ARM Cortex A15.
 

La funcionalidad para ver edificios en 3D directamente no aparece en el modelo iPhone 3GS. Antes de tener una mala experiencia de uso, los desarrolladores optan por eliminarla. Ello es importante tenerlo en cuenta a la hora de elegir un hardware poco solvente.

Samsung tiene en el Exynos 5 su baza para los próximos meses, primero con modelos de doble núcleo y procesadores Cortex A15. Apple acaba de presentar el A6 con una arquitectura también similar a Cortex A15, mientras que Intel también ofrecerá procesadores Atom Medfield yClover Trail en más modelos, además del Lenovo K800 o el Orange Phone, como el Motorora RAZR i.

Con Windows 8, se abre otro frente interesante, que es el de comprobar cómo se compara la arquitectura ARM con la x86 moviendo un mismo sistema operativo usando diferentes tecnologías para conseguir la mejor plataforma móvil posible.

Es un futuro donde habrá que enfrentarse a la tecnología casi inevitablemente para tomar una decisión de compra robusta y duradera. Esperamos que estas nociones sean un punto de partida para mirar de frente las hojas de especificaciones.

¿Qué pasa con LTE?

A pesar de que LTE es una característica que genera un notable entusiasmo, hay que decir que por el mero hecho de que un terminal tenga esta tecnología no va a navegar más rápido ni conectarse a más velocidad.

Las redes LTE no están demasiado extendidas aún, y no estarán disponibles de forma generalizada o comercial hasta dentro de un prolongado período.

Por cuanto será preferible  no basar la compra exclusivamente en que el móvil tenga o no tenga LTE. Además, hay que ver qué tarifas tienen las conexiones 4G. De momento HSPA+ ofrece hasta 21 Mbps. Y con DC-HSPA+ puedes llegar hasta más de 40 Mbps de velocidad. Suficientes para cada casi todas las aplicaciones.

¿Se notan los cuatro núcleos?

Cuando un fabricante habla de que su móvil estrella tiene un corazón de cuatro núcleos, es fácil pensar que podremos usarlo casi como un ordenador. Pero no. Android, iOS, BlackBerry OS o Windows Phone no son sistemas operativos pensados para multitarea. No obstante que haya  aplicaciones que se benefician de los cuatro núcleos, pero ni siquiera en los benchmarks sintéticos es fácil obtener diferencias que respondan linealmente al incremento de núcleos.

Por otro lado, hay veces que la arquitectura del procesador influye más que el número de núcleos. Cuando veamos que un procesador tal es Cortex A9 y otro es Cortex A8, lo más probable es que el Cortex A9 sea preferible incluso para un número de núcleos menor.

El ejemplo más reciente lo tienes con los Qualcomm Snapdragon MSM8260A, un dual core 1,5 GHz Krait capaz de sacar los colores a un quad core Tegra 3 de NVIDIA Cortex A9. La clave en este caso está en que el Qualcomm usa la arquitectura Krait en sus núcleos, que es equivalente a los futuros Cortex A15, los cuales sucederán a los Cortex A9.

Conclusiones de las pruebas.

Los benchmarks realizados sobre diferentes plataformas muestran que los últimos procesadores móviles basados en ARM empiezan a ser competitivos frente a los de consumo más reducidos de Intel, como los Atom o los Core i3 de bajo voltaje.

En concreto, los procesadores Atom se quedan por detrás en muchos casos y el Core i3 del Ultrabook Sony Vaio no destaca tampoco de forma clara frente a los ARM.

En la parte de los procesadores de sobremesa de alto rendimiento, las diferencias son abismales. Comparando móviles con móviles, vemos que el número de núcleos tiene una importancia marginal.

Si bien en algunas pruebas se advierte  una que otra ventaja, en algunas otras, losprocesadores de doble núcleo son tan competitivos como los de cuatro. Especialmente si, como es el caso de Qualcomm, el micro incorpora las más avanzadas arquitecturas más allá de Cortex A9.

El caso de iPhone 5 es otro ejemplo de cómo un procesador de doble núcleo puede aproximarse  en rendimiento a otro de cuatro.

Al final, es cierto que tanto el Exynos quad core, como el Qualcomm Snapdragon Pro de cuatro núcleos se llevan casi todos los méritos.

Tegra 3, de NVIDIA, empieza a mostrar síntomas de una necesaria  actualización.

Para 2013 se espera el sucesor de Tegra 3 Kal-El, con nombre clave Wayne, con ARM Cortex A15 y un núcleo gráfico que será compatible con Di¬rectX 11, así como OpenGL y PhysX. Seguirá teniendo el diseño de cuatro núcleos más uno adicional para las tareas que no requieran un rendimiento elevado.

Estos resultados corroboran la idea de no elegir necesariamente un móvil por tener cuatro núcleos. Lo cual deja margen para centrarse en otras cualidades tecnológicas de los smartphones: pantalla, sistema operativo, comunicaciones, cámara, teclado, batería.
Eso sí, siempre y cuando no, nos ofrezcan  gato por liebre, o lo que es lo mismo,  un terminal aparentemente bueno que no incorpore una CPU a la altura.

En el apartado de los benchmarks, aún se echa de menos que aparezcan programas más representativos de usos reales y tangibles.
 
La limitación radica en que en  el móvil no se realizan tareas que demanden tanto tiempo como las del PC, por lo que es más complicado definir pruebas de rendimiento que reflejen la experiencia de uso diaria y cotidiana.

De modo que dichas pruebas permiten identificar un mal procesador o un buen procesador, pero no dan una idea diferenciada de la experiencia de uso final.


Fuente/-Ross Catanzariti, ARN