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#Tendenze
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Qualcomm progetta nuovi chip per competere con Apple negli indossabili
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Le piattaforme W5 e W5+ Gen 1 passano al nodo a 4 nm e acquisiscono nuove funzionalità di risparmio energetico.
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Qualcomm sta intensificando la pressione competitiva su Apple con l'intenzione di iniziare a vendere una linea di chip a bassissimo consumo appositamente progettati per il mercato in forte espansione degli smartwatch e degli indossabili.
Secondo l'azienda, i nuovi chip promettono una velocità fino a 2 volte superiore e una durata della batteria fino al 50% in più per gli smartwatch che utilizzano Wear OS di Google. Denominati Snapdragon W5 e W5+ Gen 1, i chip rappresentano un enorme salto generazionale per Qualcomm, che li ha costruiti sul nodo a 4 nanometri ed è passata a una nuova architettura a bassissimo consumo che assorbe meno energia ed è più intelligente nel consumo della batteria disponibile.
Il responsabile globale di Qualcomm per gli indossabili intelligenti, Pankaj Kedia, ha dichiarato che entrambi i chip sono stati progettati da zero per gli indossabili. Ha iniziato a lavorare sulla piattaforma tre anni fa, prima ancora di lanciare il suo predecessore, Wear 4100, eliminando tutto ciò che non era necessario per il mercato degli indossabili. Ha rivisto tutto ciò che rimaneva per adattarlo alle caratteristiche uniche che i consumatori desiderano da uno smartwatch, come i display sempre accesi e la durata della batteria di un giorno.
"L'industria degli indossabili continua a crescere e a presentare opportunità in diversi segmenti a un ritmo senza precedenti", ha dichiarato, aggiungendo che le piattaforme W5+ e W5 rappresentano "il salto più avanzato"
Colmare il divario
La serie Snapdragon Wear alimenta la maggior parte degli smartwatch Wear OS, ma in generale i chip sono rimasti indietro rispetto ai system-in-package (SiP) della serie "S", progettati da Apple, che costituiscono il cuore dell'Apple Watch.
L'azienda spera che le piattaforme Snapdragon W5 e W5+ aiutino le aziende di elettronica a contrastare Apple, che attualmente detiene circa il 30% del mercato degli smartwatch, rappresentando circa la metà delle vendite globali dello scorso anno.
Sono in programma 25 dispositivi basati sulle piattaforme W5 e W5+ Gen 1, tra cui smartwatch alimentati da Wear OS 3 di Google, l'ultima versione del sistema operativo del produttore di Android per gli indossabili.
Qualcomm sta cercando di accaparrarsi una fetta più grande del mercato degli smartwatch, che nel 2021 ha registrato un'impennata del 24%, con un record di oltre 40 milioni di unità spedite solo nel quarto trimestre dello scorso anno, secondo Counterpoint Research.
L'azienda è passata dal nodo a 12 nm del suo predecessore al processo a 4 nm, più avanzato e più efficiente dal punto di vista energetico, mettendosi così al livello dei rivali Apple e Samsung in termini di tecnologia di processo.
Architettura ibrida
Il W5+ ha la stessa architettura ibrida della generazione precedente, rilasciata nel 2020. Il cuore della piattaforma è il SoC SW5100, che gestisce i carichi di lavoro più pesanti negli indossabili.
Il processore è dotato di quattro core CPU Cortex-A53 - la stessa CPU utilizzata nelle due precedenti generazioni di piattaforme indossabili - con clock fino a 1,7 GHz. Incorpora inoltre la GPU Adreno 702 che funziona fino a 1 GHz, un importante salto generazionale rispetto alla precedente GPU Adreno 502 da 320 GHz. Sotto il cofano troviamo anche un doppio processore di segnale d'immagine (ISP) da 16+16 Mpixel e una RAM LPDDR4 da 2133 MHz, oltre a Wi-Fi, GNSS e modem 4G LTE.
Il W5+ Gen 1 è inoltre abbinato a un coprocessore secondario a bassissimo consumo basato su MCU Cortex-M55 di Arm. Il QCC5100 gestisce una serie di attività in background quando lo smartwatch o l'indossabile non è in uso.
Ciò significa che gli smartwatch con il W5+ Gen 1 all'interno possono funzionare per la maggior parte del tempo senza accendere il processore principale, ottenendo un notevole incremento in termini di efficienza energetica e, di conseguenza, una maggiore durata della batteria, ha dichiarato Kedia.
Quando l'utente interagisce con lo smartwatch, il W5+ sfrutta l'SW5100 per inviare messaggi, effettuare chiamate vocali o video e scorrere mappe in tempo reale. Qualcomm ha dichiarato di aver aggiornato l'MCU Cortex-M55 in modo che possa gestire la maggior parte delle altre funzioni dello smartwatch quando l'utente non interagisce attivamente con esso. Ciò include il display sempre attivo, le notifiche, l'audio e il monitoraggio della salute e del sonno.
Basato sul nodo a 22 nm e con un clock fino a 250 MHz, il co-processore contiene il driver del display e un processore grafico separato per gestire i display always-on che mostrano l'ora. Il co-processore aggiunge anche una radio Bluetooth 5.3 a bassissimo consumo che in precedenza era collegata al SoC principale, ha dichiarato Kedia.
Qualcomm ha dichiarato che l'MCU, che supporta FreeRTOS, è in grado di gestire continuamente sensori di frequenza cardiaca, giroscopi, accelerometri, termometri e altri sensori per il monitoraggio di fitness, sonno e salute.
Inoltre, il co-processore offre un migliore apprendimento automatico sul dispositivo grazie alla microNPU Ethos-U55 di Arm. Altri elementi costitutivi del W5+ Gen 1 includono nuovi circuiti integrati per la gestione dell'alimentazione (PMW5100) e della radiofrequenza.
Consapevole dell'energia
Il W5+ Gen 1 è ideale per gli smartwatch di fascia alta, ma il W5 Gen 1 (che viene fornito senza il co-processore) è progettato più per i "wearable specifici del segmento", rivolti ad anziani e bambini, o anche per i wearable medicali.
Grazie al passaggio a nodi di produzione più avanzati, l'SW5100 ha un ingombro ridotto del 30%. Altri miglioramenti a livello di sistema consentono di risparmiare il 35% di spazio per il chipset e il 40% per il circuito stampato. Ciò consentirà ai produttori di elettronica di produrre smartwatch e wearable più piccoli e più sottili.
Per tenere sotto controllo il consumo di energia, nel processore principale sono state inserite delle "isole" a basso consumo che permettono di far funzionare l'audio, il GNSS e il Wi-Fi, tutti coordinati dall'MCU Cortex-M55, senza svegliare gli altri componenti.
Per aumentare ulteriormente l'efficienza energetica, il W5+ Gen 1 utilizza gli stati di "deep sleep" e "hibernate" che spengono ampie porzioni del SoC Cortex-A53 a favore dell'MCU Cortex-M55 quando i carichi di lavoro richiedono solo una potenza di calcolo minima. Quando le nuove modalità di sospensione profonda e ibernazione disabilitano la maggior parte del processore principale, ad eccezione della RAM o della memoria flash, il W5 può consumarne una minima parte, meno di 1 mA di potenza complessiva in standby.
Grazie alla presenza di un circuito integrato di gestione dell'alimentazione (PMIC) di nuova concezione di Qualcomm, tutti gli aggiornamenti si traducono in una riduzione media del 50% del consumo energetico rispetto ai chip della generazione precedente, la serie Wear 4100.
Secondo Qualcomm, ciò significa che gli smartwatch con una batteria da 300 mAh possono passare da 28 a 43 ore di autonomia, mentre uno smartwatch con connessione cellulare e batteria da 600 mAh può durare il 50% in più, con 72 ore.
"Ogni osso del corpo è progettato per un basso consumo energetico", ha spiegato Kedia. "L'abbiamo reimmaginato ad ogni livello"