Snapdragon, Tegra, MediaTek und Co.: Das sind die schnellsten Prozessoren für Android

Samsung, LG, Sony, HTC und Co. können nur gute Smartphones bauen, wenn die verwendeten Prozessoren schnell genug arbeiten. Wir schauen unter die Haube und vergleichen die CPUs der Zukunft.

Nvidia schwimmt mit Denver gegen den Strom: Die 64-Bit-CPU stammt nicht von ARM und nutzt nur zwei Kerne. Üblich sind mittlerweile Octa-Core-Systeme. / © NVIDIA

Exynos (Samsung), HiSilicon, MediaTek, Nvidia, Qualcomm: Das sind die großen Fünf, wenn es um die Prozessoren in Euren Smartphones geht. Der Strom an Innovationen und neuen Produkten wird in dem Sektor nicht abreißen, weshalb Ihr hier immer einen Überblick bekommen sollt, welche Ein-Chip-Systeme (System-on-Chip, SoC) gerade aktuell sind und welche wohl nicht mehr lange mithalten.

2014 markiert den Wendepunkt des Chipdesigns

Noch bis Februar 2014 hieß es bei Qualcomm, dass Apples Vorstoß in die 64-Bit-Ära mit dem iPhone 5s übereilt gewesen sei. Und auch eine Octa-Core-CPU sei schlichtweg dumm, wie man damals noch illustrierte. Doch nun stellt man mit dem Snapdragon 615 ein Modell vor, das genau diese beiden Eigenschaften vereint. Ein Trend, der wohl in den kommenden Monaten Smartphones verändern wird. HTC hat sich hier scheinbar mit Qualcomm verbrüdert und bringt zu und nach der IFA 2014 reihenweise Modelle mit den neuen Snapdragons heraus.

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Die allem zugrunde liegende ARM-Architektur hat viele Gesichter. Hersteller wie Qualcomm oder Nvidia bestücken ihre SoCs auf sehr unterschiedlichen Arten mit den lizenzierten CPUs. Der nunmehr zwei Jahre alte Befehlssatz ARMv7 mit seinen Prozessoren Cortex-A7 und -A15 wird in Zukunft mehr und mehr durch die 64-Bit- und ARMv8-befähigten Cortex-A53 und -A57 abgelöst werden. Wir stellen Euch im Folgenden die wichtigsten aktuellen Vertreter und ihre Stärken und Schwächen vor.

Exynos (Samsung)

Samsung stellt unter der Marke Exynos eigene Prozessoren her. Der jüngste Spross ist der Exynos 5430, der ein big.LITTLE-Gespann aus einem Cortex-A15 und -A7 nutzt, die mit 1,8 respektive 1,3 GHz takten. Die Prozessoren kamen Ende 2012 auf den Markt und werden in kommenden Smartphones flächendeckend durch ihre Nachfolger A53 und A57 ersetzt, wie Ihr im Folgenden erfahren werdet. big.LITTLE ist eine im Frühjahr 2013 vorgestellte ARM-Technologie: Die als Companion-Core fungierenden A7-Prozessoren haben eine niedrigere Leistung und Taktung als die vier A15-Hauptkerne und sind für alltägliche Hintergrundaufgaben und Standardprozesse gedacht, die keinen hohen Rechenaufwand erfordern. Dadurch wird zusätzlich Strom gespart, weil den hungrigen und auf Leistung getrimmten Kernen die Arbeit abgenommen wird.

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Dank 20-Nanometer-Fertigungstechnik sollte der Stromverbrauch dieses Prozessors bei gleicher Leistung messbar geringer sein als bei jedem anderen aktuellen Mobil-Prozessor. Denn eine Verkleinerung der Fertigungstechnik ermöglicht die Senkung der Betriebsspannung und damit gesenkte Leistungsaufnahme.

Ohne 64-Bit-Support wird es sich wohl eher um einen Probelauf der 20-nm-Fertigungsstraße als um einen langfristigen Kandidaten handeln. Immerhin sind die verwendeten Cortex-Prozessoren mit ihren ARMv7-Befehlssätzen fast schon betagt. Zukunftsweisende CPUs sollten den ARMv8-Befehlssatz unterstützen.

Das erste Smartphone, das den Extras 5430 beherbergt, ist das Galaxy Alpha. / © Samsung

HiSilicon

Auch Huawei hat beschlossen, seine SoCs selbst zu lasern. Unter der Marke HiSilicon werden Ein-Chip-Systeme der Kirin-Familie gefertigt. Das kommende Flaggschiff trägt die Nummer 920 und wartet mit der big.LITTLE-Kombination aus den Quad-Cores Cortex-A15 und -A7 auf, die mit bis zu 2,0 respektive 1,6 Gigahertz takten. Doch sowohl 28 Nanometer-Fertigung als auch ARMv7-Architektur sind nicht mehr ganz zeitgemäß (siehe oben). Huawei ist derzeit der einzige Käufer dieser Chips.

Der Kirin 920 ist noch nicht auf dem Markt erhältlich, was sich Gerüchten zufolge mit dem Ascend Mate 7 ändern soll. / © TENAA, ANDROIDPIT

MediaTek

Ebenfalls in der angestaubten 28-Nanometer-Technologie (Samsung und Qualcomm stellen schon auf die energieeffizientere 20-Nanometer-Fertigung um) gefertigten Chips MT6732 sowie MT6735 sind MediaTeks Debütanten im ARMv8-Sektor. Als CPU kommt ein mit 1,5 Gigahertz getakteter Cortex A53 zum Einsatz. Parallel sind die Octa-Core-Modelle MT6752 und MT6795 mit 8 x 1,7 respektive 2,2 Gigahertz verfügbar.

Auch das Wiko Rainbow setzt auf MediaTek. / © ANDROIDPIT

Xiaomi, Lenovo und Acer waren bisherige Abnehmer für die MediaTek-Chips.

Nvidia

Der in erster Linie für seine PC-Grafikkarten bekannte Chiphersteller Nvidia fertigt als einziger in dieser Reihe auch die CPU selbst und lizenziert nicht bei ARM. Mit seiner ARMv8-kompatiblen Denver-CPU will man ab 2015 das 64-Bit-Spielfeld betreten.

Nvidia Tegra K1 ‘Denver’ vorgestellt: Endlich ein 64-Bit-Prozessor für Android

Unter der Bezeichnung Tegra K1 wird der Zweikerner in künftigen Datenblättern auftauchen. Durch seine Pin-Kompatibilität zum eigenen Vorgänger könnte man ihn in den Nachfolgern der Geräte antreffen, die schon jetzt K1-Prozessoren (mit Logan-Architektur) nutzen. Nvidia Shield, Microsoft und HP waren bisherige Nutzer dieser Chips.

Das nächste Nexus-Tablet soll den Tegra-K1 mit der neuen "Denver"-Architektur an Bord haben. / © Android Police

Welches Android-Gerät mit Denver-SoC in der Pipeline ist, ist derzeit nicht bekannt. Gerüchte sprechen davon, dass das nächste Google-Tablet Nexus 8 mit dem Denver-Tegra daherkommensoll. Dafür spricht, dass Google damit ein eigenes 64-Bit-Testgerät mit dem 64-Bit-fähigen Android L auf den Markt bringen würde.

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Qualcomm

Die Snapdragon-Reihe hat sich dank ihres Rundum-Sorglos-Konzeptes bei den meisten Smartphone-Herstellern durchgesetzt. WLAN, LTE, Video-Beschleunigung (De- und Encodieren) sowie DirectX-9-fähige Grafikhardware bekommt man hier aus einer Hand und auf einem Stück Silizium. Damit für jeden Geldbeutel etwas dabei ist, werden die SoCs in etlichen Ausbaustufen gefertigt. Die Tabelle zeigt die aktuellen und kommenden 64-Bit-Modelle:

SNAPDRAGON-MODELL	410	610	615	808	810
A57-KERNE				2	4
A53-KERNE	4	4	4+4	4	4
TAKT	1,4 GHz	1,8 GHz	1,8 GHz + 1,0 GHz	noch unbekannt	noch unbekannt
GPU	Adreno 306	Adreno 405	Adreno 405	Adreno 418	Adreno 430
FERTIGUNG	28 nm	28 nm	28 nm	20 nm	20 nm
SPEICHERBANDBREITE	8,5 GB/s	12,8 GB/s	12,8 GB/s	14,9 GB/s	25,6 GB/s

Das komplette Ein-Chip-System der neuen 800er Snapdragons wird in 20 Nanometern gelasert, sodass wir hier mit sehr energieeffizienten Chips rechnen können. Welche Geräte konkret auf die neuen Chips, insbesondere die zwei Flaggschiffe setzen werden, und wie hoch ihre A57-Kerne getaktet sein werden, ist bislang nur Gerüchte-Material.

Android-Flaggschiffe wie HTC One und LG G3 werden ausnahmslos mit Snapdragon-8xx-Prozessoren bestückt. / © ANDROIDPIT

Üblicherweise erstreckt sich der Abnehmerkreis über sämtliche Top-Anbieter von Smartphones; und die teuersten Geräte mit den schnellsten Snapdragons auszustatten, hat sich für die meisten Hersteller als gängige Praxis erwiesen. Insbesondere HTC soll bei der 64-Bit-Palette ordentlich zugelangt haben. 

Welcher Smartphone-Prozessor ist denn jetzt der schnellste?

Durch den heterogenen Aufbau der Prozessoren lässt sich nicht pauschal sagen, ob Smartphones mit den Spitzenmodellen von MediaTek oder mit denen von Qualcomm die schnelleren sind. Im Alltag spielen GPU, Modem und weitere Komponenten eine ebenso wichtige Rolle. Zusätzlich wird der Wechsel auf die 64-Bit-Architektur mit Android L die Karten neu mischen (was HTCs Eifer mit dem Update endlich erklärt).

via androidpit.de

Qualcomm: „64 Bit-Prozessor des iPhone 5s ist eine Marketing-Masche“

Bei der Präsentation des iPhone 5s vor gut einem Monat wurde Apple nicht müde, die 64 Bit-Fähigkeit des neuen A7-Prozessors zu betonen. Qualcomms Senior Vice President Anand Chandrasekher kontert nun, dass diese derzeit nicht mehr als eine Marketing-Masche sei und dem Nutzer keine spürbare Verbesserung biete – aber arbeitet Qualcomm nicht selbst schon an solchen Prozessoren?

Als Apple am 10. September das iPhone 5s vorgestellt hatte, wurde der neue A7-Prozessor unter anderem damit beworben, dass seine 64 Bit-Architektur ein neues Maß an Leistung bringen werde. Seitdem gibt es hitzige Diskussionen darüber, ob solche Prozessoren im Mobilbereich überhaupt notwendig seien – der A7 verfügt als erster weitläufig verfügbarer Smartphone-Prozessor auf ARM-Basis über diese Architektur.

Qualcomms Senior Vice President Anand Chandrasekher gibt nun zu Protokoll, dass 64 Bit-Prozessoren in Smartphones keinerlei Vorteile bringen – zumindest derzeit. Der größte Vorteil dieser Architektur sei die Möglichkeit, mehr als 4 GB Arbeitsspeicher zu verwalten, eine Speichergröße, der sich Smartphones nur langsam nähern, beispielsweise mit dem Samsung Galaxy Note 3 und seinen 3 GB RAM; das iPhone 5s dagegen verfügt nur über 1 GB. Andere Vorteile wie die schnellere Verarbeitung von Daten – 8 Byte statt 4 Byte pro Takt – seien mangels Optimierung bei der Verwendung von Apps nicht spürbar.

Nun mag Chandrasekher mit dieser Aussage zwar grundsätzlich recht haben, zu beachten ist allerdings auch, dass er sich neben seinem Posten als Senior Vice President weiterhin als Marketing-Chef für Qualcomm verdingt. Darüber hinaus zitiert ihn Techworld zum Thema eines eigenen mobilen Qualcomm-64 Bit-Prozessors mit folgenden Worten (Übersetzung von uns):

Aus der Sicht der effizienten Software-Entwicklung ist dies einfach sinnvoll. Besonders Entwickler von Betriebssystemen werden früher oder später [64 Bit-Prozessoren] wollen.

Tritt hier also möglicherweise Marketing gegen Marketing an? Sehr wahrscheinlich, denn neben Qualcomm selbst arbeiten auch Samsung und NVIDIA derzeit an Prozessoren auf 64 Bit-Basis, Intel dagegen hat mit der Bay Trail-Plattform schon einen solchen im Programm – allerdings eben nicht auf ARM-Architektur basierend. Es ist also damit zu rechnen, dass auch andere Smartphones und Tablets in naher Zukunft mit 64 Bit rechnen. Bis allerdings die Software dafür optimiert ist und der Nutzer von einem Leistungsplus profitieren kann, bleibt das Ganze aber wohl tatsächlich kaum mehr als ein hübsches Marketing-Mantra.

via androidnext.de

Prozessoren: Warum 64-bit für Smartphones derzeit keinen Vorteil bringt

Vor wenigen Tagen hat Apple bekanntlich zwei neue iPhones vorgestellt. Dabei wurde mehrfach betont, dass das iPhone 5S nun einen 64-bit A7-Prozessor besitzt, der viele Vorteile gegenüber dem 32-bit Vorgänger haben soll. Samsung hat heute nachgezogen und angekündigt, dass künftige Prozessoren ebenfalls 64-bit sein werden. Bei genauerer Betrachtung wird allerdings deutlich, dass dieser Schritt derzeit nicht die angepriesenen Vorteile bringt.

Wie von einer Apple gewohnt, war auch der Präsentations-Event zu den neuen iPhones von Superlativen und den üblichen Marketing-Übertreibungen gespickt – dabei hatten die beiden neuen iPhones nicht viel bemerkenswert Neues zu bieten. Ein Detail hat aber doch unsere Aufmerksamkeit erweckt, nämlich der neue A7-Prozessor, der entgegen dem Vorgänger oder der Konkurrenz nicht mehr auf 32-bit- sondern 64-bit -Architektur basiert. Unmittelbar nach dem Event haben wir nur mit den Schultern gezuckt – nachdem heute aber auch Samsung überraschend angekündigt hat, dass die kommenden Prozessoren auf 64-bit -Architektur aufgebaut werden sollen, wurden wir aber doch stutzig. Der Frage, ob diese Prozessorarchitektur in Smartphones und Tablets überhaupt einen Vorteil bringt und was die eigentlichen Gründe für diese Schritte sind, werden wir im Folgenden auf den Grund gehen.

Phil Schiller hatte bei der Präsentation des iPhone 5S durchaus mit der Behauptung Recht, dass der neue A7-Prozessor seinen Vorgänger, was die Leistung betrifft, um ein Vielfaches überbietet. Auch hat er Recht, wenn er behauptet, dass Apple die Konkurrenz im Rennen um den Schritt in die 64-bit-Ära geschlagen hat. Problematisch wurde es erst, als er diese beiden Punkte direkt miteinander in Verbindung gesetzt hat. Dass der A7-Prozessor doppelt so viel Rechen- und Grafikleistung bietet, hat nichts mit der doppelten bit-Anzahl zu tun.

64-bit-Architektur – was ist das?

Stark vereinfacht ausgedrückt bedeutet 64-bit, dass Prozessoren so ausgelegt sind, dass sie 64-bit, also 8 Byte, gleichzeitig (sprich während eines Taktes) verarbeiten können. Dadurch können größere Integer-Werte berechnet werden, was wiederum große Vorteile bei Verschlüsselungsmechanismen und grafischen Berechnungen hat. Auch können komplexere mathematische Funktionen berechnet werden, was für Smartphones derzeit schlicht nicht relevant ist. Für die reine Rechenleistung bringt die 64-bit-Architektur momentan also noch keine Vorteile.

Für den Normalnutzer ist der größte Nutzen mit Sicherheit, dass Computersysteme mehr als 4 GB RAM nutzen können. Eine Grenze, die inzwischen nur noch selten im Desktop- und Laptop-Bereich unterschritten wird. Im Server-Bereich gehört 64-bit schon seit langem zum Standard, da Server in der Regel immense Mengen an Arbeitsspeicher benötigen, um die großen Datenmengen für schnellen Zugriff zwischenspeichern zu können.

Auch wenn die Entwicklung im Smartphone-Bereich in der letzten Zeit stark zugenommen hat, wird es noch eine Weile dauern, bis wir das erste Smartphone mit mehr als 4 GB RAM zu Gesicht bekommen. Die Gründe dafür sind zum einen, dass derartig viel Speicher derzeit noch sehr teuer ist und zum anderen, dass mehr Speicher auch mehr Platz benötigt, da noch mehrere RAM-Bausteine kombiniert werden müssen, und mehr RAM-Chips letztendlich auch mehr Strom verbrauchen, was klar zu Lasten der Akkulaufzeit geht. Das iPhone 5S, mit dem 64-bit A7-Prozessor, besitzt tatsächlich nur 1 GB RAM, während im oberen Android-Segment längst 2 GB zum guten Ton gehören. Mit dem Samsung Galaxy Note 3 finden sich das erste Mal 3 GB RAM in einem Smartphone, das allerdings auch ausreichend groß ist um die Speicherchips zu beherbergen und mit 3.200 mAh auch einen überdurchschnittlich großen Akku besitzt.

Das iPhone 5S oder genauer kein derzeitiges Smartphone hat also einen Vorteil von einem 64-bit-Prozessor – am ehesten wäre ein solcher Vorteil noch bei Tablets vorstellbar, da diese mehr Platz für die Speicherbausteine und größere Akkus für deren Energieversorgung hätten.

Software muss ebenfalls angepasst werden

Hardware-seitig hat derzeit also kein Smartphone momentan einen Vorteil und hinzu kommt zudem noch, dass auch die Software auf die neue Architektur angepasst werden muss. Apple hat iOS7 zwar diesbezüglich angepasst, so dass das OS theoretisch die größeren RAM-Mengen nutzen könnte, aber auch die App-Entwickler müssen ihre Anwendungen daraufhin optimieren.

Glücklicherweise ist ein 64-bit-Betriebssystem in der Lage auch 32-bit-Apps auszuführen, wenn eine neue App allerdings an die neue Architektur angepasst wird, müssen die Entwickler auch 32-bit-Versionen programmieren, damit diese auf Geräten laufen, die noch nicht in der schönen neuen 64-bit-Welt angekommen sind. Diesen Mehraufwand wird derzeit also kaum jemand betreiben, da es sich schlicht noch nicht lohnt.

Die Ankündigung von Samsung ist insofern fraglich, dass Android derzeit noch gar nicht auf 64-bit optimiert ist und das Betriebssystem mit dem neuen Prozessor also gar nichts anfangen könnte. Dass Samsung einen ähnlichen Weg wie Intel geht, die Android in Eigenregie für die eigenen x86-Prozessoren umschreiben, ist anzuzweifeln, weil dadurch der ohnehin schon zu langsam Update-Prozess nochmals verzögert wird. Denkbar wäre allerdings, dass Google in eine der kommenden Android-Versionen die Unterstützung von 64-bit-Architektur integriert, allerdings ist dies reine Spekulation.

Warum der Aufwand, wenn der Nutzen fehlt?

Da wir nun geklärt haben, dass der Schritt in die 64-bit-Ära derzeit noch keine Vorteile bringt, bleibt natürlich die Frage, warum Apple diesen Aufwand überhaupt betreibt.

Zum einen ist 64-bit natürlich ein tolles Marketing-Schlagwort, dass die einstige Innovationskraft des Konzerns aus Cupertino wieder aufblitzen lässt, zumindest, solange man das Ganze nicht hinterfragt. Apple kann nun also wieder behaupten, der Konkurrenz einen großen Schritt voraus zu sein und die Tatsache dass Samsung mit der Ankündigung eigener 64-bit-Prozessoren folgt, zeigt, dass die Rechnung aufgeht. Die Behauptung von Schiller, dass Apple die mobile Computing-Welt von einem Tag auf den anderen von 32-bit in die 64-bit-Welt gebracht hat, während dieser Übergang im Desktop-Bereich mehrere Jahre gedauert hat, ist allerdings schlichtweg falsch. Der Übergang wird auch im Mobile-Bereich noch Jahre benötigen, Apple hat nur den ersten Schritt gemacht.

Faktisch ist dieser Schritt auch eher als langfristige Investition in die Zukunft zu sehen. So ist es, aufgrund der fehlenden Anwendungsbeispiele auf Smartphones, durchaus denkbar, dass Apple für iOS andere Pläne verfolgt. Zwar ist nicht davon auszugehen, dass Apple in naher Zukunft die MacBooks und iMacs mit 64-bit-ARM-Prozessoren ausstattet, da diese gerade für professionelle Anwendungen zu wenig Leistung besitzen – PC-ähnliche Geräte mit iOS, die sich eher an Normalnutzer denn an Profis richten, sind dagegen viel eher denkbar, womit sich Apple zudem etwas mehr von Intel als Chip-Lieferant lösen könnte. Es bleibt also spannend, welche Strategie Apple auf lange Sicht mit diesem Schritt verfolgt und was die Konkurrenz von Samsung und Co unternimmt, um Schritt zu halten.

via androidmag.de