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Processadores: A Familia AMD 2008

Uma das mudanças mais notáveis na arquitetura de um smartphone em relação à de um PC é o uso de processadores ARM em vez de chips x86. Os chips ARM são processadores RISC de 32 bits, que apresentam uma arquitetura extremamente otimizada, com poucos transístores e um consumo elétrico extremamente baixo.
Os processadores ARM usados nos aparelhos atuais são, em sua maioria, chips ARM7, ARM9 e ARM11. Os chips ARM11 são as atuais estrelas, usados em aparelhos como o Nokia N95, o HTC TyTN II e o iPhone, enquanto os ARM9 são comuns em aparelhos mais antigos, como os Nokia E61 e E62 e diversos modelos da Sony Ericsson, Siemens e outros fabricantes.
Os chips ARM11 oferecem um desempenho por ciclo ligeiramente superior (1.2 DMips por MHz, contra 1.1 DMips por MHz dos ARM9) mas a grande diferença do ponto de vista do desempenho entre as duas famílias reside no número de estágios de pipeline usados no processamento das instruções. Os chips ARM9 utilizam um pipeline de 5 estágios, enquanto os ARM11 utilizam um pipeline de 8 estágios.
Similar ao que temos nos processadores para micros PC, o uso de mais estágios de pipeline permite que cada estágio execute um volume menor de processamento por ciclo, o que permite que o processador opere a uma freqüência mais elevada. Uma analogia simples seria com a de uma linha de produção, onde cada estágio de pipeline corresponde a um operário. Se o trabalho é dividido entre um número maior de operários, cada um passa a executar um número menor de passos e a esteira pode correr mais rápido, resultando em uma produção maior.
Isso explica por que os processadores baseados em chips ARM9 ficam restritos à casa dos 200 a 250 MHz (ficando com isso restritos aos aparelhos mais antigos, ou mais baratos), enquanto os chips mais recentes, baseados em processadores ARM11 atingem freqüências de 400 a 600 MHz.
Os chips ARM7, por sua vez, são processadores muito mais simples, que foram originalmente usados em