Muita gente hoje em dia tem a leve impressão que jogos de Smartphones vão alcançar os jogos de PC e Consoles. E por mais que isso seja possível, ainda existem barreiras gigantescas que impede isso de virar uma realidade. Para isso, elaboramos um artigo onde iremos abordar as diferenças entre as plataformas e quais são essas barreiras difíceis e algumas impossíveis de superar.

A Diferença entre jogos de Smartphones e jogos de outras plataformas
Ano após ano temos avanços nos jogos para Smartphones, e eles a cada dia que se passa estão se aproximando mais aos jogos de Console. Mas devemos lembrar que cada plataforma aborda o usuário de forma diferente. Jogos Mobile de Smartphones normalmente têm que ter a habilidade para o usuário poder pausar ou parar de jogar a qualquer momento sem interromper suas atividades. Como muitos andam falando por aí, Smartphones servem para mais coisas além de jogar.

Plataformas específicas, como Console, é feita inteiramente para jogar. Então o usuário normalmente é que tem que alocar ao local, onde ele possa jogar sem interrupções. Sabendo disso, não podemos cobrar sempre que os jogos de Smartphones tenham a mesma complexidade dos jogos para Consoles, pois isso pode causar com que o jogo precise de talvez até um controle, dificultando a saída do usuário do dispositivo quando necessário.

GPUs entre as plataformas. (Placas de vídeo ou chips dedicados à potência gráfica) 
Gráficos é um problema que não é exatamente um problema no setor Mobile, pois os gráficos é relativo ao GPU ou placa de vídeo.

Infelizmente, mesmo os Smartphones ainda estão sujeitos às leis da física. Quando se trata de computação crua ou desempenho gráfico, existem três principais fatores a considerar : A proficiência técnica do designer do chip, do tamanho do chip ( isto é, a contagem do transistor ), e o envelope de energia do chip ( Watts, TDP ). Em outras palavras, se você tem o mesmo GPU AMD – projetado com 1 bilhão de transistores, mas um chip tem um TDP 5W e o outro tem um TDP de 20W, é bastante seguro supor que o chip TDP de 20W será ( significativamente ) mais poderoso . Da mesma forma, um CPU com 2 bilhões de transistores provavelmente vai ser muito mais poderoso do que um CPU com 1 bilhão de transistores, assumindo que eles foram concebidos por duas equipes comparáveis. Esta é uma simplificação grosseira que ignora outros fatores importantes, mas vai servir-nos bem sem ter que mergulhar muito mais profundo do que o necessário.

Para conseguir absolver melhor, temos abaixo uma GPU de um Smartphone moderno hoje. À esquerda, o de um PS4, e à direita, o de um iPhone 5S.

Então uma GPU de um console consegue ter vantagens por causa do seu tamanho, número geral de transistores, ter maiores recursos energéticos para funcionar, e por último ser exclusivamente otimizado para jogos. Então, por mais que jogos de Smartphone consiga por algum meio ter gráficos ao menos próximos aos Consoles antigos, ele ainda sofre com muitos problemas, como consumo energético, onde a própria placa do dispositivo não aguentaria cargas muito altas no seu consumo, tendo que ser capado de alguns recursos para funcionar adequadamente. Por exemplo, o anti-aliasing, que é um dos recursos mais importantes em placas de vídeo de Console (até certo ponto) e em placas de vídeo de computador, que elimina círculos imperfeitos e diminui linhas estreitas que normalmente faz com que o objeto se destaque de forma errada no jogo, como pode ser visto colocando lado a lado os jogos abaixo.

Infinity Blade III – iPad

Destiny – PS4

Isso não significa que não possa haver avanço nas pequenas, onde as fabricantes de Smartphones tenta apertar o máximo de número de transistores em suas GPU’s para ter um consumo de energia menor e uma eficiência maior, ultrapassando a potência de alguns consoles mais antigos em alguns quesitos. Mas deixamos claro que mesmo que haja uma melhora nos jogos de Smartphones, hoje existe uma diferença enorme entre jogos atuais para plataformas mais avançadas que em jogos em comparação aos Smartphones. Consideramos apenas o Console, que normalmente tem uma GPU otimizada para games e seu tamanho é relativamente pequeno. Falamos pequeno por causa das GPU’s em um espaço um pouco maior quando se vem à jogos. GPU’s de PC leva ao extremo exatamente a diferença entre uma GPU menor contra uma GPU maior, mesmo que a diferença em tamanho exista. Por exemplo, o Chip A8 da Apple tem 20nm e é extremamente pequeno, mas potente. Dentro do tamanho dele tem 2 Bilhões de transistores, o que é praticamente o dobro do seu chip anterior, o A7 com 1 bilhão de transistores, assim como o consumo necessário que diminui pela metade do A7 para o A8. Impressionante o avanço certo? Sim, de fato é um grande avanço, e esse avanço que possibilita o poder gráfico deste Smartphone.

Mas se levarmos a comparação um pouco acima, observamos ainda mais o porquê dos Smartphones serem limitados pelo seu tamanho. Em comparação à uma placa GPU de Console, a diferença fica um pouco grande em comparação à uma placa de vídeo de computadores, onde é desenvolvido os jogos para ambas as plataformas. Até as placa de vídeo de entrada não devem ser comparadas com as de Smartphones. Por exemplo, uma GTX 970 da Nvidia (placa de vídeo de médio porte) lançada em 2015 tem um chip com 28nm (maior que o do iPhone), mas tem 5.2 bilhões de transistores e chega a consumir 145w para suas atividades, e seu tamanho tem recursos exclusivamente dedicado à performance gráfica e térmica só para que possa ter uma linha de pensamento porque é incomparável.

O A8 da Apple tem uma GPU de 172.5 gigaflops e seu TDP é de 4 a 5W, tendo um chip extremamente moderno com 20nm que lhe dá espaço para 2 bilhões de transistores. No PS4 temos uma APU da AMD, uma Jaguar Octacore com 20 núcleos (apenas 18 ativos), tem 28nm, e mesmo sendo maior, ele tem mais espaço para mais transistores, diferente do iPhone que precisa ser o máximo compacto possível. Com isso, o PS4 consegue ter até 4 bilhões de transistores puxando 140W para suas atividades. Então neste caso sim, maior é melhor por causa do espaço que a GPU tem para trabalhar e quantidade de recursos que ela pode ter.  Então comprar jogos de Smartphones com outras plataformas até pode, mas devemos entender a diferença entre os dois para não queimar uma porque não é como a outra.

Lembrando que tudo isso também está correlacionado à otimização que os desenvolvedores fazem em cada jogo para extrair o máximo do que o aparelho tem a oferecer, seja ele de qualquer plataforma. Ou seja, mesmo que jogos de Smartphones hoje não consiga competir com jogos de PC ou Console da atual geração, isso não significa que os desenvolvedores não deva extrair o que as atuais GPUs são possíveis de fazer e trabalhar dentro das API’s e Engines para dar o máximo que os aparelhos possam fazer.

Devemos lembrar sobre o que causa esses atrasos nos avanços dos jogos para Smartphones. Sabemos ao que se foi explicado acima que jogos precisam ser otimizados à plataforma que ela irá funcionar, assim ela tende a puxar menos recursos para conseguir fazer o que precisa. Mas nem sempre usar menos dos recursos é uma opção, quanto mais temos transistores em uma placa mais energia ela vai consumir e mais calor ela irá produzir. Com isso seria necessário aumentar o tamanho das baterias dos Smartphones ou procurar outros meios de suprir a insuficiência energética. Para alguns desses problemas houve algumas soluções que poderiam ser aplicadas, mas não é usada por muitas, tão pouco cai para a área de desenvolvimento das fabricantes, como por exemplo, novas opções de matérias de bateria e opções melhores de resfriamento.

Baterias menores e mais eficientesGrafeno
Tivemos a opção de uma bateria que pode revolucionar o mercado Mobile, uma mais eficiente, mais barata e com maior durabilidade.

Descoberto em 2004 por pesquisadores da Universidade de Manchester, o grafeno é constituído por apenas uma fina camada atômica de carbono, porém apresenta características bem distintas, como ser transparente e apresentar a maior resistência à tração conhecida, superando até mesmo o aço, além de ser um excelente condutor de calor e eletricidade.

Além de flexíveis, as baterias dos aparelhos deixarão de ser o pesadelo dos usuários que passam o dia com o Smartphone ligado. Em 2011, pesquisadores da Northwestern University, nos EUA, criaram uma bateria que mantém o celular carregado por mais de uma semana e demora apenas 15 minutos para completar uma recarga. Em fevereiro de 2013, Richard Kaner, pesquisador da Universidade da Califórnia, desenvolveu baterias para celulares e notebooks que recarregam em um tempo ainda menor: cinco e dez segundos, respectivamente.

O problema é por que essa tecnologia ainda não está sendo usada? Existe vários fatores. Um deles é que as empresas que fornecem a bateria para as fabricantes são informadas da nova tecnologia que eles podem ou não aplicar. Sendo assim, ela precisa dar o tempo para a empresa se adequar a futura tendência, enquanto a mesma, verificar o andamento e aplicação da tecnologia. Os setores de desenvolvimento então inicia o longo período de testes com as novas tecnologias e gradualmente é testada em público. Para terem ideia, os primeiros circuitos integrados demoraram ainda mais tempo para utilizar o silício, e só foram fabricados cerca de 20 anos depois. Caso isso se torne tendência, as empresas têm que garantir primeiramente que tudo esteja funcionando como previsto, até porque a bateria é um dos aspectos mais importantes do aparelho por ser ele que dará vida ao dispositivo.

O outro aspecto que precisa melhorar é o calor que o aparelho irá produzir quando  a potência aumenta. Figure 1: Configuration of a loop heat pipeQuanto mais frio o dispositivo fica, melhor ele irá funcionar. Se o aparelho fica quente demais ele começa o processo de “throttling”, que é basicamente o processador ou GPU diminuir sua potência para não danificar ou precisar desligar do aparelho para evitar problemas. Para abordar isso houve várias iniciativas no setor, mas nem sempre são opções boas ao usuário, visando avanços nos gráficos e em performance. O que se faz sempre pelas empresas de chips é lançar chips mais eficientes de forma que ele consuma menos energia e entregue uma performance maior. Até certo ponto isso funciona, mas a cada ano que se passa ainda notamos que os aparelhos continuam ficando mais quentes. Algumas empresas adotaram um sistema de resfriamento líquido com cobre (o que não é exatamente liquido né Samsung?), outras testaram sistemas mais complexos de resfriamento com água de verdade.

A Fujitsu tem um projeto interessante de resfriamento para dispositivos móveis que pega água, condensa, evapora e condensa novamente em um sistema de resfriamento que verdadeiramente promete melhorar significativamente o calor nos aparelhos.  O Lumia XL foi um dos primeiros a  testar esta tecnologia em aparelhos vendidos em grande escala, porém foi abandonado momentaneamente pela empresa por motivos que até então desconhecemos, possivelmente para fazer o mesmo que será feito com as baterias e qualquer outra tecnologia que entra no setor. Precisa ser testada de forma mais profunda, assim como ver outras possibilidades caso elas existam.

O que a empresa quer eliminar sempre é o tamanho, o problema disso é que as vezes é impossível e isso causa limitações. Por mais que o resfriamento líquido da Fujitsu funcione, ela não será capaz de manter um aparelho em uma temperatura abaixo dos 60ºC no jogo, rodando no máximo com todas as configurações ativas, pois resfriamento requer tamanho. O que podemos desejar é que talvez alguma fabricante deixe de lado a finura e aborde o calor de forma agressiva, possivelmente deixando um aparelho mais grosso, mas mais frio. Quem sabe o Smartphone perfeito seja um parecido com o que o Hiroto Ikeuchi criou no estilo steam punk com coolers e tudo mais? Talvez… Mas achamos improvável que as fabricantes façam isso.
Fontes: Extreme Tech – Iphone 6 Chip, Smartphones with console graphics, TechMundo – O que é TDP, Wikipédia- contagem de transistores, area quadrada do chip, Universidade Positivo – Bateria dobrável: Grafeno, CabalTech – Conheça o Grafeno, Fujitsu – Resfriamento liquido, Damn Geeky – Capa Steam Punk por Hiroto Ikeuchi.

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