Essa linha de produtos, que já domina o mercado de sistemas móveis, vai equipar notebooks e desktops com a promessa de reduzir o consumo de energia

 

Rafael Corsi*

 

Há pouco mais de um ano, a Apple começou a fazer uma migração de grande importância estratégica para o mercado: anunciou que vai passar a substituir os chips da plataforma x86, da Intel, de sua linha de produtos Mac. No lugar, entram os processadores ARM. Outras empresas estão seguindo a mesma tendência. O motivo é buscar a redução de consumo de eletricidade, sem perda de desempenho.

O ARM é uma família de processadores de quantidade de instruções reduzidas. Ou seja, não foram feitos para realizar em hardware cálculos ou operações muito complexas. No entanto, são mais simples que os processadores da Intel.

Os processadores ARM podem ser resumidos em três diferentes grupos. O Cortex-M se caracteriza pelo baixo custo e é usado em controles remotos, brinquedos e sistemas de controle de automóveis. Já o Cortex-R, feito para aplicações industriais, possui como diferencial sistemas de tolerância a falhas. E o Cortex-A, por sua vez, foi criado com a alta performance como meta e para ser utilizado em conjunto com um sistema operacional (Windows, Linux, Mac).

Graças ao desempenho do Cortex-A, os processadores ARM são a principal escolha das empresas para tablets e smartphones. Dominam o mercado dos sistemas móveis, com presença em mais de 85% dos celulares e 95% de smartwatches. Agora, com a decisão da Apple, tendem a conquistar uma fatia grande do mercado de notebooks e desktops.

 

História antiga

Essa história começou em 1980, durante o grande boom da informática, com uma empresa britânica chamada Acorn Computers Ltd. O ARM 1 foi o primeiro processador produzido pela empresa, entre 1983 e 1984, por meio de uma parceria com o governo britânico para o projeto BBC Micro, que pretendia colocar um computador em cada sala de aula.

Já a empresa ARM (Advanced RISC Machines) foi formada em 1990 com uma joint-venture entre a Acorn Computers, a Apple e a VLSI Technology. O acordo aconteceu porque a Apple queria utilizar o processador da Acorn, que era sua concorrente. Como resultado da parceria, a Acorn entrou com 12 engenheiros, a Apple com o investimento financeiro e a VLSI com as ferramentas.

Diferentemente de outros grandes fabricantes do mercado, a ARM não produz chips, apenas trabalha no desenvolvimento do que chamamos de IP Core e os licencia para outras empresas. Se atuasse no mercado de gastronomia, a ARM apenas desenvolveria as receitas, mas não cozinharia os pratos, o que faz dela uma empresa especializada apenas no projeto de processadores.

O mercado de sistemas móveis na qual a ARM teve grande adesão conduziu a empresa a ser capaz de desenvolver processadores cada vez mais potentes, mantendo um baixo gasto energético. São mais simples que os da Intel, o que implica menos transistores em um chip — os transistores são as unidades que possibilitam executar operações lógicas, mas, em contrapartida, são os grandes vilões do gasto de energia.

Além disso, a ARM possibilita que os fabricantes personalizem parâmetros da CPU para atingir o desempenho que desejam, fazendo com que os processadores ARM sejam mais customizados para a aplicação na qual o processador será usado.

A arquitetura define como o processador deve se comportar e que diferentes implementações podem ser realizadas a partir disso. Esse é o caso da diferença atual entre processadores AMD e Intel: por se tratar de uma arquitetura de computador diferente do popular x86-64, os programas criados para os PCs não são compatíveis com o ARM. Por isso, os desenvolvedores devem disponibilizar versões específicas para ele.

O ARM é na verdade um ecossistema, no qual diferentes fabricantes de chips podem usar um processador de nível comparável aos concorrentes e adicionar funcionalidades ao sistema criando algo que chamamos de sistema-em-um-chip (SoC). É o caso do processador M1 da Apple, que possui vários núcleos ARM e também hardwares dedicados a outras aplicações, tudo em um único chip.

Assim, possibilita uma integração maior no sistema e uma otimização na troca de informações entre as diferentes partes do sistema. Num cenário em que as empresas se mostram dispostas a reduzir suas emissões de gases causadores do efeito estufa e adotar o consumo inteligente de energia, esse é um caminho que se mostra promissor.

* Rafael Corsi, mestre em Engenharia Elétrica pela Escola Politécnica da USP, é professor adjunto do Insper. Leciona atualmente as disciplinas Computação Embarcada, Eletiva SoC e Linux Embarcado