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Procesadores móviles con módem 5G integrado de Huawei, Samsung y Qualcomm

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Huawei y Samsung disponen ya de soluciones unitarias formadas por procesadores de telefonía móvil y con el módem 5G integrado, que serán el motor de la mejora y ampliación de las prestaciones y funcionalidades de los smartphones que se comercializarán en los próximos meses. Mientras tanto, Qualcomm ha dado a conocer el X55 5G Modem-RF, un sistema también integrado que gestiona las comunicaciones externas de sus smartphones de forma más eficiente y versátil y que, a finales de este año, se complementará con el lanzamiento de nuevos chipset Snapdragon de las series 8, 7 y 6.

Estos tres sistemas de telefonía móvil con el módem 5G integrado en un único encapsulado, anunciados en las últimas semanas por Samsung, Huawei y Qualcomm, estarán plenamente disponibles en los próximos lanzamientos de smartphones 5G de finales de año y primera mitad del año que viene. Su ventaja principal es que son componentes que ocupan menos espacio, lo que permite abaratar el coste de los smartphones 5G, y consumen bastante menos energía, lo que se traduce en mayor tiempo de funcionamiento del dispositivo con la misma batería.

Dependiendo del modelo concreto, estos sistemas de chips integrados o System-on-a-Chip (SoC) incorporan o mejoran funciones que permitirán a los operadores una conexión a las redes móviles e inalámbricas de forma más rápida y eficiente, como la gestión dinámica del espectro, soporte simultáneo a las redes 4G y 5G y conexión también simultánea a las arquitecturas de radio Stand Alone (SA) y Non-Stand Alone (NSA). De esta forma, los próximos smartphones que los incorporen ya estarán preparados para la futura Release 16 de telefonía 5G, que se aprobará a primeros del año que viene y cuyas estaciones base se empezarán a comercializar a partir de la segunda mitad de 2020.

El SoC 5G de Huawei, el Kirin 990 5G, está fabricado por la compañía taiwanesa TSMC con reglas de diseño mejoradas de siete nanómetros (7nm+) y con técnicas de litografía ultravioleta extrema (EUV). Según Huawei, el Kirin 990 5G proporciona el 20% más de rendimiento global y el 30% más de ahorro energético respecto a su anterior generación, el Kirin 980. El conjunto tiene un total de 10.300 millones de transistores y ya viene dentro del smartphone Mate 30 5G.

El Kirin 990 5G incluye una unidad de proceso neuronal (NPU) con dos núcleos grandes, en vez del único que llevaba el Kirin 980. Según Huawei, la combinación de un núcleo NPU muy potente y otro de consumo energético muy reducido permite una mejora de hasta el 138% de las prestaciones de inteligencia artificial respecto al Kirin 980. La unidad gráfica del SoC incluye 16 núcleos y se caracteriza también por el aumento de prestaciones y bajo consumo en tareas gráficas intensivas y de realidad aumentada.

Los nuevos chips reúnen el procesador, el módem y otros componentes en un mismo encapsulado para reducir el tamaño y mejorar el rendimiento

Huawei dispondrá de una versión simplificada que no es 5G: el Kirin 990 a secas. Comparten la misma unidad de proceso con ocho núcleos y la unidad gráfica con 16 núcleos, pero el Kirin 990 tiene una unidad de proceso neuronal más sencilla y el módem no es 5G. En el caso del Kirin 990 5G, su módem Balong 5G integrado soporta las redes 2G, 3G, 4G y 5G, con una velocidad teórica de descarga de datos en la banda por debajo de 6 GHz de 2,3 Gbit/s y de subida hasta 1,25 Gbit/s. Ambos chipset estarán disponibles el año que viene en múltiples modelos de smartphones de gama alta y media.

Samsung no ha querido ser menos que Huawei y ha anunciado hace muy pocos días el SoC Exynos 990, formado por el chipset Exynos 990 y el módem 5G 5123, fabricados ambos por la propia Samsung. El Exynos 990 es una versión algo mejorada del Exynos 980, dado a conocer el pasado mes de septiembre. Su diferencia principal es que el Exynos 990 está fabricado con reglas de diseño de siete nanómetros, con tecnología EUV como la de TSMC, mientras que el proceso de fabricación del Exynos 980 es de ocho nanómetros. Esto lo hace un poco más compacto, al estar los transistores más juntos, y consumir menos energía porque los electrones recorren menos distancia.

Se espera que el Exynos 990 sea el motor del smartphone Galaxy S11, que debería anunciarse a mediados de febrero para que en el MWC 2020 se pruebe y se puedan cursar pedidos, aunque en los últimos días ya se habla de que pueda haber una versión posterior del Exynos 990. Es previsible, de todas formas, que aparezca una versión del Galaxy S11 con los nuevos chipset y módem 5G de Qualcomm, al menos para las versiones que se vendan en Estados Unidos, como se ha hecho con los anteriores modelos de smartphones Galaxy.

La unidad de proceso del Exynos 990 estará provista, como el Kirin 990, de ocho núcleos: cuatro son muy potentes, dos hechos totalmente a medida por Samsung y otros dos basados en el A76 de ARM; los otros cuatro núcleos restantes son de baja potencia, para tareas no esenciales. Así, según Samsung, se logrará reducir en un 20% el consumo de energía respecto al Exynos 980. La unidad gráfica es la Mali-G77 de ARM, similar a la Mali-G76 también de ARM que lleva el Kirin 990 5G de Huawei. Samsung ha preferido la versión más moderna G77 mientras que Huawei considera que el G76 tiene mejor relación entre prestaciones y consumo energético.

Como en el caso del Kirin 990 5G, la unidad de proceso neuronal va equipada con dos núcleos de gran capacidad y otro para tareas secundarias. Respecto al módem 5123 5G, Samsung asegura que está perfectamente adaptado para redes 5G de gran volumen y aplicaciones de inteligencia artificial y diseñado para cumplir las expectativas de las empresas más ambiciosas. En cuanto a la velocidad, el módem 5123 proporciona hasta 7,35 Gbit/s en ondas milimétricas y hasta 5,1 Gbit/s en bandas por debajo de los 6 GHz, según la compañía coreana. Esto hace que sea comparable al módem X55 de Qualcomm y más veloz que el de Huawei.

Huawei y Samsung ya disponen de procesadores con módem 5G incluido, Qualcomm presentará el suyo antes de un mes y MediaTek se les unirá en 2020

Se espera que Qualcomm desvele los detalles de sus nuevas plataformas móviles de las series 8, 7 y 6 para 5G en un encuentro que organiza y que tendrá lugar en Hawaii a primeros de diciembre. Estos chipset sustituirán a los actuales 855 y 855+ que llevan la mayoría de smartphones 5G del mercado. Lo que sí ha presentado Qualcomm es el sistema X55 5G modem-RF, una solución totalmente integrada de radiocomunicaciones, desde el módem hasta la antena del smartphone.

Esta integración a nivel de sistema de todo el conjunto de radiocomunicaciones ofrece, según la compañía, mejores prestaciones que con los componentes discretos que llevaba el módem X50, hasta ahora también utilizado en la gran mayoría de smartphones 5G. Entre las prestaciones añadidas en el X55 respecto al X50 se encuentran la integración completa de redes, desde 2G hasta 5G; el espectro dinámico compartido para optimizar la captación de la señal disponible; funcionamiento en modo Stand Alone (SA) y FDD y con plataformas específicas para ordenadores portátiles, acceso a redes inalámbricas fijas (FWA) y automoción, entre otras características.

Todas estas plataformas móviles de Qualcomm, Samsung y Huawei deberían empezar a fabricarse en grandes cantidades a finales de este año, para ser integradas en un número creciente de modelos de smartphones durante el primer trimestre del año que viene. Las prestaciones de todas ellas son muy elevadas y será difícil que el consumidor pueda apreciar diferencias significativas. Lo que está claro es que las prestaciones de esta segunda oleada de smartphones 5G con estas plataformas serán muy superiores a los smartphones de primera generación 5G de este año.

Es de prever, además, que conforme aumente el volumen de producción vayan bajando los precios de los smartphones 5G y aparezcan también distintas gamas de productos, tanto de smartphones 5G como de las respectivas plataformas a finales de la primera mitad del año y de cara a la segunda mitad. Para mediados de 2020, además, está previsto que MediaTek introduzca su propia plataforma 5G destinada a smartphones de gama media y fabricada, como en el caso de Huawei y Qualcomm, por TSMC con su tecnología de siete nanómetros.

Para el tercer trimestre de 2020, según la prensa especializada, MediaTek estaría en condiciones de lanzar una segunda plataforma destinada a smartphones 5G de gama media y baja. Y debería ser por entonces cuando Apple anunciara su primer smartphone 5G con el módem fabricado, de momento, por Qualcomm, para ya en 2021 tener el suyo propio gracias a los activos adquiridos a Intel. Se prepara, por tanto, unas semanas finales de este año y una primera mitad de 2020 con el lanzamiento de multitud de nuevos smartphones 5G. Hará falta ver si la demanda responde bien a esta generosa oferta de smartphones 5G durante 2020.