É por isso que os telefones Snapdragon continuam superando o Pixel do Google

O Pixel 10 do Google tem muitas vantagens – mas o desempenho de alto nível continua tão evasivo como sempre. Tem sido assim há anos, mas em vez de diminuir, a lacuna parece ter aumentado entre o mais recente Tensor G5 e o Snapdragon 8 Elite Gen 5. Com smartphones agora definidos por cargas de trabalho de IA e proezas em jogos, a crescente divisão entre o Tensor do Google e o Snapdragon da Qualcomm nunca foi tão reveladora.

Os resultados recentes dos benchmarks Geekbench 6 e 3DMark não pintam o processador mais recente do Google da melhor maneira. O melhor da Qualcomm parece ser significativamente mais rápido, com mais do dobro do potencial de desempenho da CPU multi-core e recursos gráficos cerca de 2,5x mais rápidos que os do Google.

Por um lado, essa lacuna de desempenho pode não fazer muita diferença na navegação na web, nas redes sociais ou em outros aplicativos que já funcionam perfeitamente. No entanto, é difícil ignorar tal abismo no desempenho dos jogos com a ponte iminente entre telefones e laptops.

Mas por que o Snapdragon sai tão à frente do projeto Tensor do Google? Para descobrir, precisamos abrir a tampa e ver o que faz esses chips funcionarem.

A unidade central de processamento (CPU) é o “cérebro” principal do chipset do seu telefone, e os desenvolvimentos recentes deram um grande impulso ao Snapdragon da Qualcomm. A Qualcomm agora projeta seus núcleos de CPU internamente, sob a marca Oryon, permitindo acelerar seu design em escala e tamanho em comparação com os projetos de CPU prontos da Arm – conhecidos como IP – que a maioria dos fabricantes de chips licencia em vez de projetar eles próprios.

Embora todos os chips de smartphones sejam baseados na arquitetura Arm, os blocos de construção e capacidades de cada núcleo da CPU são diferentes, com sua própria potência, eficiência de desempenho e compensações de tamanho. Isso está no cerne da discrepância entre o Tensor e o Snapdragon – e a Qualcomm optou por levar o design de sua CPU em uma direção um pouco diferente daquela que seus rivais compram.

Pelo que sabemos, os núcleos de CPU Oryon personalizados da Qualcomm têm dois focos principais de design. A primeira é que eles têm uma freqüência bastante alta para núcleos de CPU móveis, atingindo um pico muito rápido de 4,6 GHz no núcleo Prime e 3,62 GHz nos seis núcleos de desempenho. Em comparação, o Tensor G5 gerencia 3,78 GHz em seu único grande núcleo Cortex-X4, 3,05 GHz em seus cinco núcleos A725 intermediários e 2,25 GHz em seus dois núcleos de eficiência A520. Isso é apenas para rajadas curtas, mas revela que a Qualcomm gastou um esforço considerável de design em trilhos de energia, clock gate e provavelmente cache também.

Mas a velocidade do clock não faz sentido quando se comparam diferentes microarquiteturas centrais. É mais digno de nota que Oryon é supostamente um núcleo muito grande, insinuando que está repleto de cache e unidades de execução que permitem processar números na velocidade da luz. No entanto, isso acarreta um gasto significativo de silício que provavelmente será desperdiçado ao limpar seus e-mails. O Tensor, em comparação, está usando apenas um único núcleo Cortex-X4 “grande” da Arm, emparelhado com sete núcleos menores e mais eficientes de vários tamanhos.

A Qualcomm também fabrica seu próprio componente gráfico na forma de sua arquitetura interna de GPU Adreno. Há muito distante de seu design original da ATI (a Qualcomm comprou a divisão de gráficos móveis da AMD em 2009), Adreno está livre para se envolver em renderização de modo imediato e baseada em blocos, designs de arquitetura de fatia e a introdução de ray-tracing para atender aos objetivos de design móvel do Snapdragon à vontade. Se quisesse mais desempenho com menos consideração pelo tamanho e potência da matriz, a Qualcomm poderia fazer isso. Na verdade, isso foi feito para ampliar o Adreno para laptops.

Mais uma vez, o Google depende da compra de IP existente de alguns fornecedores de GPU móvel. Embora esses parceiros ofereçam IP capaz e poderoso, seus objetivos de ponta não estão necessariamente alinhados com os do Google. Caso em questão, o Tensor sempre optou por um layout de GPU muito menor e de gama média do que o Arm’s Mali oferecido no topo de sua gama. Ele também ignorou o ray tracing, que, embora ainda seja um nicho hoje, está se tornando um diferencial importante em jogos móveis de alto nível. O Google recentemente mudou para um núcleo PowerVR decididamente de nível intermediário da Imagination Technologies no Tensor G5, novamente sem adotar o traçado de raio.

A principal consideração aqui é que CPUs e GPUs maiores e mais poderosas ocupam espaço de silício, que se tornou cada vez mais caro com a mudança para nós minúsculos e eficientes, como os 3nm da TSMC, que o Google e a Qualcomm usam.

A Qualcomm está gastando muito em silício para superar seus concorrentes, enquanto o Google evita deliberadamente essa corrida armamentista. A Apple também gasta muito, e isso claramente funciona, já que os dois brigam no topo do grupo. No entanto, o preço é pago em custos de fabricação de chips significativamente mais caros – um preço que o Google parece menos preparado para pagar. O Google está supostamente almejando cerca de US$ 65 por chip – em comparação com o suposto preço de US$ 150 ou mais da Qualcomm que cobra dos parceiros – e quer conseguir isso por meio de uma pegada menor de silício.

Embora o Google possa ter uma “desvantagem” de microarquitetura, ele não está se ajudando com suas escolhas de componentes. O Tensor G5 ainda usa o grande núcleo de CPU Cortex-X4 de 2023 como o G4, apesar de Arm anunciar o X925 um ano antes deste chip mais recente. O Google costuma ficar com núcleos mais antigos por alguns anos, embora nem sempre esteja claro se isso é um esforço consciente ou o resultado de metas de design perdidas.

De qualquer forma, esse ritmo lento de design se reflete em seu casamento com um layout de núcleo de CPU mais tradicional, grande, médio e pequeno. Enquanto isso, os concorrentes de ponta Apple, Qualcomm e MediaTek abandonaram a pequena ideia central no ano passado e se concentraram em aumentar o desempenho de nível intermediário.

Felizmente, há rumores de que o Tensor G6 saltará para a nova série Arm C1, ostentando um layout 1 + 6 mais estilo Snapdragon que se aproximará das ideias de design dos concorrentes, embora sem um par de núcleos duplos grandes. No entanto, não sabemos se ele aproveitará o melhor núcleo C1-Ultra da Arm ou usará a variante Premium 35% menor que se alinharia melhor com suas metas de área e custo.

Mas o que o Google dá com uma mão, tira com a outra; espera-se que o Tensor G6 passe de seus novos núcleos PowerVR DXT para o modelo CXT econômico – a GPU que deveria estrear no Tensor G4! Segundo o Google, o desempenho será praticamente o mesmo da geração atual, mas com uma área ocupada menor. Se for verdade, esta é claramente uma escolha de design consciente que contraria a capacidade de alcançar os seus rivais.

Menciono tudo isso porque, embora o Google certamente tenha opções em termos de aprimorar seu design de SoC, ele parece muito mais focado em economizar custos – e isso coloca um limite muito firme sobre o que a empresa pode alcançar de forma realista. Construir peças competitivas de CPU e GPU totalmente personalizadas está muito além das possibilidades, até porque levaria anos, seria repleto de dificuldades e exigiria uma enorme injeção de dinheiro e talento. A Qualcomm comprou a Nuvia por extraordinários US$ 1,4 bilhão para ajudar a construir o Oryon, e não há como o Tensor valer tanto para o Team Pixel.

Um curso de ação mais razoável seria o Google gastar mais em peças maiores, mais poderosas e mais avançadas de parceiros como Arm e Imagination Technologies. No entanto, isso exigiria uma grande mudança nas metas sensíveis aos custos do Google para o Tensor. Além disso, esse chip já existe; O Google também poderia comprar o MediaTek Dimensity 9500 se quisesse um chip de alto desempenho construído a partir de componentes prontos para uso e evitar complicações.

Está se tornando um clichê dizer todos os anos, mas o Google não está construindo o Tensor para chegar ao topo das paradas de benchmark. O silício bruto não é o objetivo final do Google. As escolhas de design do Tensor fazem muito mais sentido quando você olha onde o Google está realmente investindo: IA.

Os fãs do Pixel apontarão as bases sólidas do Google em fotografia e a liderança em ferramentas de IA no dispositivo como prova do sucesso do projeto. Acho que isso é verdade até certo ponto, e os usuários do iPhone concordariam que projetar chips lado a lado com seus produtos comerciais significa que você pode otimizar e aumentar o desempenho das ferramentas que realmente deseja.

Mas não é certo que o Pixel obtenha melhores resultados com o Tensor do que poderia alcançar em outras plataformas de silício. Muitos telefones oferecem mecanismos fotográficos incríveis, o Gemini Nano parece funcionar perfeitamente em telefones Snapdragon e muitas ferramentas de IA do Google ainda funcionam na nuvem de qualquer maneira.

Eu diria que os benefícios do Tensor para o Google são tanto sobre conjuntos de ferramentas internos e desenvolvimento de software sob medida quanto sobre o que acontece no silício. A transcrição e tradução de fala no dispositivo, bem como a tela de chamadas, são dois exemplos. O Google está investindo na criação de aplicativos que aproveitem seu silício, mas poderia ter feito isso com outras plataformas. Não é como se o Tensor tivesse pipelines de processamento de imagem ou IA que sejam ordens de magnitude melhores do que os de seus concorrentes, e o chip tenha lutado com modems e duração de bateria mais pobres em troca dessas “vitórias”.

No geral, o status atual do Tensor se deve em grande parte às prioridades financeiras. O Google não quer gastar uma fortuna no desenvolvimento e fabricação de silício; ela se contenta em oferecer um desempenho “bom o suficiente” e ao mesmo tempo deixa recursos disponíveis para investir em ferramentas de software que a diferenciam de seus concorrentes. Tenho muito tempo para essa forma de pensar.

Os preços da série Snapdragon 8 Elite estão apenas aumentando, pressionando os fabricantes para aumentarem ainda mais os preços dos aparelhos ou comprometerem outros componentes que são indiscutivelmente mais importantes para a experiência geral do consumidor. Como a maioria das pessoas não notará muita diferença entre Tensor e Snapdragon no uso diário, a abordagem do Google parece mais sensata para construir carros-chefe completos que não custam nada.

Em última análise, o Tensor nunca foi desenvolvido para atingir os melhores benchmarks – é a experiência do Google para redefinir o que significa “desempenho do smartphone”. Ao priorizar a inteligência da IA ​​em detrimento do silício bruto, o Google aposta que o futuro da computação móvel será definido pela utilidade e não pelo poder absoluto. Mas com os consumidores ainda indiferentes em relação à IA e os entusiastas cada vez mais inquietos com a estratégia de chips mais econômica do Google, a aposta parece mais arriscada a cada ano. E se os preços do Pixel subirem sem uma recompensa clara de desempenho, o Tensor poderá em breve ficar sem pista.