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Qualcomm planea nuevos chips para competir con Apple en los wearables

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Las plataformas W5 y W5+ Gen 1 se actualizan al nodo de 4 nm y obtienen nuevas capacidades de ahorro de energía.

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Qualcomm intensifica la presión competitiva sobre Apple con sus planes de empezar a vender una línea de chips de muy bajo consumo especialmente diseñados para el floreciente mercado de los smartwatches y wearables.

Según la empresa, los nuevos chips prometen ser hasta 2 veces más rápidos y con una duración de la batería hasta un 50% mayor para los smartwatches que utilizan el sistema operativo Wear OS de Google.

Pankaj Kedia, director mundial de dispositivos inteligentes de Qualcomm, ha declarado que ambos chips se han diseñado desde cero para los dispositivos portátiles. Comenzó a trabajar en la plataforma hace tres años, incluso antes de lanzar su predecesor, el Wear 4100, eliminando todo lo que no era necesario para el mercado de los wearables. Se revisó todo lo que quedaba para adaptarlo a las características únicas que los consumidores quieren de un smartwatch, como las pantallas siempre encendidas y la duración de la batería durante todo el día.

"El sector de los wearables sigue creciendo y presentando oportunidades en múltiples segmentos a un ritmo sin precedentes", dijo, y añadió que las plataformas W5+ y W5 representan su "salto más avanzado hasta ahora"

Cerrando la brecha

Aunque su serie Snapdragon Wear impulsa la gran mayoría de los smartwatches con Wear OS, los chips se han quedado generalmente por detrás de los sistemas en paquetes (SiP) de la serie "S" diseñados por Apple, que son el corazón del Apple Watch.

La empresa espera que las plataformas Snapdragon W5 y W5+ ayuden a las empresas de electrónica a plantar cara a Apple, que actualmente tiene una cuota de mercado de alrededor del 30% en relojes inteligentes, con aproximadamente la mitad de las ventas mundiales del año pasado.

Hay 25 dispositivos en preparación basados en las plataformas W5 y W5+ Gen 1, incluidos los smartwatches con Wear OS 3 de Google, la última versión del sistema operativo del fabricante de Android para wearables.

Qualcomm intenta hacerse con una mayor porción del mercado de los smartwatches, que se disparó un 24% en 2021, con un récord de más de 40 millones de unidades enviadas sólo en el cuarto trimestre del año pasado, según Counterpoint Research.

La empresa pasó del nodo de 12 nm de su predecesor al proceso de 4 nm, más avanzado y de mayor eficiencia energética, lo que la sitúa más al nivel de sus rivales Apple y Samsung en cuanto a tecnología de procesos.

Arquitectura híbrida

El W5+ tiene la misma arquitectura híbrida que su generación anterior, lanzada en 2020. En el corazón de la plataforma está el SoC SW5100 que maneja más cargas de trabajo pesadas en los wearables.

El procesador cuenta con cuatro núcleos de CPU Cortex-A53 -la misma CPU utilizada en las dos generaciones anteriores de sus plataformas para wearables- que funcionan a una velocidad de hasta 1,7 GHz. También incorpora la GPU Adreno 702 que funciona a 1 GHz, lo que supone un importante salto generacional respecto a la anterior GPU Adreno 502 de 320 GHz. Bajo el capó también hay un procesador de señal de imagen (ISP) dual de 16+16 píxeles y una memoria RAM LPDDR4 de 2133 MHz, así como Wi-Fi, GNSS y módem 4G LTE.

El W5+ Gen 1 también está emparejado con un coprocesador secundario de muy bajo consumo basado en la MCU Cortex-M55 de Arm. El QCC5100 se encarga de gran parte del trabajo de fondo cuando el smartwatch o wearable no está en uso.

Esto significa que los relojes inteligentes con el W5+ Gen 1 en su interior pueden funcionar la mayor parte del tiempo sin necesidad de encender el procesador principal, lo que supone un gran impulso en términos de eficiencia energética y, por tanto, una mayor duración de la batería, afirma Kedia.

Cuando un usuario está interactuando con un smartwatch, el W5+ aprovecha el SW5100 para que pueda enviar mensajes, hacer llamadas de voz o de vídeo, o desplazarse por mapas ricos en tiempo real. Qualcomm afirma que ha mejorado la MCU Cortex-M55 para que pueda ejecutar casi todo lo demás en el smartwatch cuando el usuario no esté interactuando activamente con él. Esto incluye la pantalla siempre activa, las notificaciones, el audio y el seguimiento de la salud y el sueño.

Basado en el nodo de 22 nm y con una frecuencia de hasta 250 MHz, el coprocesador contiene el controlador de pantalla y un procesador gráfico independiente para ejecutar las pantallas siempre activas que muestran la hora. El coprocesador también añade una radio Bluetooth 5.3 de muy bajo consumo que antes estaba conectada al SoC principal, dijo Kedia.

Qualcomm dijo que la MCU, que soporta FreeRTOS, también puede ejecutar continuamente sensores de ritmo cardíaco, giroscopios, acelerómetros, termómetros y otros sensores que están equipados para ayudar a monitorear la aptitud, el sueño y la salud.

Además, el coprocesador ofrece un aprendizaje automático mejorado en el dispositivo con la microNPU Ethos-U55 de Arm. Otros componentes del W5+ Gen 1 son los nuevos circuitos integrados de gestión de la energía (PMW5100) y de radiofrecuencia.

Conciencia de la energía

El W5+ Gen 1 es ideal para los smartwatches de gama alta, pero el W5 Gen 1 (que viene sin el coprocesador) está diseñado más bien para "wearables de segmentos específicos" dirigidos a personas mayores y niños o incluso wearables médicos.

Con el paso a nodos de fabricación más avanzados, el SW5100 ocupa un 30% menos de espacio. Otras mejoras a nivel de sistema permiten ahorrar un 35% de espacio en el chipset y un 40% en la placa de circuito. Esto permitirá a los fabricantes de electrónica producir smartwatches y wearables más pequeños y delgados.

Para mantener el consumo de energía bajo control, también se han incorporado "islas" de bajo consumo en el procesador principal para permitir que el audio, el GNSS y el Wi-Fi -todos coordinados por la MCU Cortex-M55- funcionen sin despertar a otros componentes.

Para aumentar aún más la eficiencia energética, el W5+ Gen 1 utiliza los estados de "deep sleep" e "hibernación" que apagan grandes partes del SoC Cortex-A53 en favor de la MCU Cortex-M55 cuando las cargas de trabajo sólo requieren un mínimo de potencia de cálculo. Cuando los nuevos modos de "deep sleep" e "hibernate" desactivan la mayor parte del procesador principal, a excepción de la RAM o la flash, el W5 puede consumir una mínima parte, menos de 1 mA de energía en espera en total.

Con un CI de gestión de energía (PMIC) de nuevo diseño de Qualcomm, todas las mejoras se traducen en una media de un 50% menos de consumo de energía respecto a los chips de la generación anterior, la serie Wear 4100.

Según Qualcomm, esto significa que los smartwatches con una batería de 300 mAh pueden pasar de 28 a 43 horas de duración, mientras que un smartwatch con conexión celular con una batería de 600 mAh puede durar un 50% más, con 72 horas.

"Cada hueso de su cuerpo está diseñado para consumir poca energía", explicó Kedia. "Lo hemos reimaginado a todos los niveles"