Así han evolucionado los SoC de los móviles de Apple, y esto es lo que se espera del chip del iPhone 6

Ya es oficial. Como adelantaron algunos medios estadounidenses relevantes hace varias semanas, Apple celebrará un evento el próximo 9 de septiembre, y todos nos llevaríamos una gran sorpresa si no presentase en él, al menos, los nuevos iPhone 6 (ya sabéis que se esperan dos terminales con pantallas de 4,7 y 5,5 pulgadas).

Durante los últimos meses hemos sido testigos de un «bombardeo» constante de filtraciones que describían estos teléfonos. La principal «víctima» ha sido su pantalla, pero también se ha hablado de la batería, la memoria principal, el chasis y otros componentes. De lo que casi nadie ha hablado ha sido del SoC que podría tener el iPhone 6, por lo que es un momento estupendo para echar la vista atrás y analizar cómo han evolucionado los SoC de los móviles que Apple ha lanzado hasta el momento. De esta forma podremos intuir cómo será el chip del ya inminente iPhone 6.

Desafortunadamente, el habitual secretismo de Apple impide que conozcamos todos los detalles de la microarquitectura de sus SoC, sobre todo de los que han sido diseñados por ellos mismos sobre la base de una arquitectura de ARM. Basta echar un vistazo a la lista de especificaciones de los iPhone en la página web de Apple para darse cuenta de que apenas nos da un puñado de especificaciones de sus SoC.

Aun así, indagando es posible averiguar sus principales características, como el número y el tamaño de las memorias caché, la presencia o no de un coprocesador, la versión de la microarquitectura y algunos detalles de la lógica gráfica. En la tabla que tenéis justo debajo de este párrafo encontraréis las principales características de los SoC utilizados por Apple en todos sus iPhone, y también las de los principales subsistemas que «colaboran» con este chip, como el bus del sistema y la memoria principal. Vamos allá.

Los SoC, al descubierto: del primer iPhone al 5s

Una evolución pausada, pero constante

Si echamos un vistazo a las características del chip A7, el SoC que Apple utiliza en el iPhone 5s, veremos que son menos espectaculares no solo que las de la mayor parte de los teléfonos premium con Android de este año, sino también que las de sus rivales de la generación pasada. Entre otros factores, no tiene cuatro núcleos ni 2 gigabytes de RAM. Sin embargo, es indudable que el rendimiento de este smartphone es muy bueno. Aquí Apple juega con la baza de controlar todo el proceso de diseño del hardware y el software de sus móviles, por lo que consigue optimizarlos y sacarles mucho partido sin necesidad de contar con un hardware «sobredimensionado». Pero empecemos por el principio.

Los dos primeros iPhone, el original y el 3G, tenían esencialmente el mismo hardware, con la única salvedad de la presencia de la conectividad 3G, el soporte tribanda y el A-GPS en este último. Pero su SoC era esencialmente idéntico: un chip fabricado por Samsung con arquitectura ARM 11, un solo núcleo a 412 MHz y una caché L1 de 32 Kbytes. En el iPhone 3Gs Apple siguió contando con Samsung para fabricar el procesador de su móvil, pero evolucionó la arquitectura a una Cortex-A8 con un solo núcleo. Eso sí, la frecuencia de reloj subió casi 200 MHz y pasó a tener dos cachés muy decentes, una de nivel 1 de 64 Kbytes totales y otra de nivel 2 de 256 Kbytes. Gracias a estas mejoras, al incremento de la memoria principal, que pasó de los 128 megabytes de los iPhone original y 3G a los 256 megabytes del 3Gs y a la nueva lógica gráfica, el rendimiento del 3Gs fue claramente mejor que el de sus predecesores.

La llegada del iPhone 4 representó un cambio de rumbo importante para Apple. El SoC de este móvil sigue siendo un chip con arquitectura ARM fabricado por Samsung, pero esta vez los ingenieros de Cupertino decidieron afinarlo ellos mismos, introduciendo aquellas modificaciones en la microarquitectura que creyeron convenientes (una microarquitectura es una implementación concreta de una arquitectura). Había nacido el A4. Aunque este chip podía trabajar sin problemas a 1 GHz, en el iPhone 4 corría a 800 MHz, probablemente para mantener el consumo y la disipación de calor bajo control. Pero dos de las mejoras más relevantes no tuvieron que ver de forma directa con el procesador, sino con el bus del sistema y la memoria principal, que pasaron a ser de 64 bits y 512 megabytes de tipo LPDDR2 respectivamente.

El iPhone 4s contó con otro SoC diseñado por Apple, el A5, un chip ARM Cortex-A9 que representó un paso adelante importante frente al A4, sobre todo, por la incorporación de un segundo núcleo. Como sabéis, la presencia de más núcleos permite mantener en la CPU más hilos de ejecución o threads (tantos como núcleos haya en el chip) sin necesidad de realizar cambios de contexto constantemente, que siempre repercuten negativamente en el rendimiento. Esto puede ser utilizado en entornos multitarea para ejecutar varios procesos simultáneamente, que pueden pertenecer a una misma app o a aplicaciones diferentes.

En lo que concierne al SoC, los iPhone 5 y 5c son esencialmente idénticos. Ambos incorporan un chip A6 con doble núcleo de una generación ARM posterior a la del A5. Son más rápidos que este último (corren a 1,3 GHz). Curiosamente, las cachés de los A5 y A6 son iguales, pero, eso sí, los Phone 5 y 5c tienen 1 gigabyte de RAM DDR2, mientras que el 4s se queda en 512 megabytes DDR2.

Y, por fin, llegamos al actual «buque insignia» de Apple, aunque probablemente por poco tiempo: el iPhone 5s. Su SoC es claramente más complejo y sofisticado que el de los iPhone 5 y 5c. El chip A7 utiliza la arquitectura ARM v8-A «Cyclone», de 64 bits (si queréis saber qué ventajas tiene una implementación de «ocho octetos» no os perdáis el post que publicaron en su día nuestros compañeros de Xataka). Además, cuenta con un mapa de caché más complejo; de hecho, incorpora tres cachés: una L1 de 64+64 Kbytes, una L2 de 1 megabyte y una L3 de 4 megabytes. Estas mejoras, unidas al cambio a memoria DDR3 (los iPhone 5 y 5c usan DDR2) y la nueva lógica gráfica, son las responsables de la diferencia de rendimiento que existe entre el iPhone 5s y sus dos predecesores.

Así podría ser el SoC de los iPhone 6

Como os contaba al principio del post, a pesar de las incontables filtraciones que ha provocado el próximo smartphone de Apple, prácticamente no sabemos nada de su SoC. Y digo prácticamente porque, aunque no tengamos apenas información de este chip, podemos intuir cómo será analizando la evolución de los procesadores de los iPhone que han llegado al mercado hasta ahora, que es justo lo que acabamos de hacer. Vayamos por pasos. Un dato del A8, que es probablemente como se llamará, lo tenemos seguro: su arquitectura será de 64 bits, como la del SoC del iPhone 5s. Es impensable que Apple desestime esta arquitectura y vuelva a los 32 bits. El mapa de las memorias caché probablemente no será muy diferente al del A7, que ya incorpora tres niveles de memoria intermedia. Quizás alguna de ellas tenga más capacidad, especialmente la L1 o la L2, pero sin grandes incrementos porque son memorias muy caras.

También sabemos con bastante seguridad que la carcasa de los próximos iPhone 6 tendrá un volumen mayor que la de anteriores iPhone porque incorporará una pantalla mucho más amplia. Con más espacio disponible en el interior del teléfono, incluso aunque sea más fino (es muy probable que lo sea), Apple podría incrementar la frecuencia de reloj con claridad porque es más fácil integrar un sistema de refrigeración pasivo que consiga disipar todo el calor sobrante, probablemente a través de la mayor superficie metálica de la carcasa. Por esta razón, no sería extraño que los iPhone 6 sean bastante más rápidos que sus predecesores, alcanzando, o, incluso, superando los 2 GHz, como muchos de sus rivales premium con Android.

En lo que concierne al número de núcleos, la verdad es que es difícil prever qué habrán hecho. Si tuviese que apostar, aunque solo es una intuición personal, yo defendería que van a pasarse a los cuatro núcleos, como sus rivales directos con Android. Pero en esta materia no hay ninguna garantía, por lo que es perfectamente posible que decidan mantenerse en los dos núcleos que tienen los últimos iPhone. Todos sabemos que Apple no tiene ningún problema para ir a contracorriente.

Y, por último, en lo que tiene que ver con la memoria principal, me parecería muy raro que los de Cupertino no incluyan en sus nuevos móviles 1,5 o 2 gigabytes de RAM DDR3, y no solo 1 gigabyte, como en el iPhone 5s. Sin embargo, como recordaréis, hace varias semanas una filtración reveló que los iPhone 6 podrían conformarse con el gigabyte de memoria de este último. Veremos qué sucede. En cualquier caso, no tendremos que esperar mucho. El próximo 9 de septiembre posiblemente comprobaremos si todas estas previsiones se cumplen.

En Xataka Móvil | Estas son las resoluciones que Apple podría estar barajando para sus iPhone 6
En Xataka | De los 32 a los 64 bits: ventajas y desafíos de la transición de una arquitectura