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Tegra, Exynos und Snapdragon: Der Prozessor-Wahnsinn hat Methode

Verfasst von: Nico Heister — 11.01.2013

Als die drei Industriegrößen Nvidia, Qualcomm und Samsung auf der diesjährigen Elektronikmesse CES die nächste Generation von mobilen Prozessoren vorgestellt haben, war das Staunen groß: Mehrere Kerne im Gigahertz-Bereich und eine schier unendliche Leistung sorgen nicht nur für offene Münder, sondern lassen auch die Frage aufkommen, wer so etwas überhaupt braucht. Warum der Prozessor-Wahnsinn gar keiner ist, erfahrt Ihr in meinem Artikel.

Mehr Kerne für mehr Leistung bei weniger Stromverbrauch

Bevor 2005 im Desktop-Bereich allmählich der Umschwung hin zu Doppelkern-Prozessoren stattfand, gab es im CPU-Segment ein regelrechtes Wettrüsten: Mehr Gigahertz als die Konkurrenz lautete der Slogan und war DAS Verkaufsargument schlechthin. Doch das Konzept stieß irgendwann an seine Grenzen. Die Single-Core-CPUs, die damals nicht selten auf vier Gigahertz hochgetaktet wurden, erzeugten eine zu große Abwärme und waren trotz technischer Raffinessen wie MMX oder Hyperthreading alles andere als effizient.

Es erfolgte ein Umdenken: Mehr Kerne statt mehr Gigahertz heißt fortan die Devise und das aus gutem Grund. Solche Prozessoren können nicht nur mehr Leistung aufbringen, weil die Arbeit auf mehrere Kerne verteilt wird und dadurch mehr Aufgaben gleichzeitig erledigt werden können, sie sind auch stromsparender, weil die einzelnen Kerne niedriger getaktet sein können als das Gegenstück mit nur einem einzigen Rechenkern. Natürlich erzielt eine CPU mit vier Kernen nicht die vierfache Leistung gegenüber einer Single-Core-CPU, aber die Wärme wird deutlich reduziert und der Prozessor sowie das gesamte System werden entlastet.

Das ist deutlich effiizienter als ein einzelner Kern: Zwei Kerne, die mit 500 Megahertz getaktet sind verbrauchen weniger Energie (und erzeugen somit auch weniger Last) als eine Einkern-CPU mit einer Taktung von einem Gigahertz. Die erreichte Leistung nimmt aber zu: Ein solcher Zweikerner braucht für ein und dieselbe Rechenaufgabe viel weniger Zeit bei weniger Beanspruchung an das System. 


Mehrere Kerne sorgen für eine verteilte Last.

Dieses Mehrkern-Prinzip gilt inzwischen auch im mobilen Bereich: Dank Prozessoren mit zwei, vier oder mehr Kernen laufen nicht nur anspruchsvolle 3D-Spiele flüssig, auch alltägliche Aufgaben wie das Surfen im Internet, soziale Netzwerke, E-Mails oder Fotos können besser bewerkstelligt werden. Aussetzer oder gar Hänger sollten, entsprechende Software- und Treiberanpassungen vorausgesetzt, damit der Vergangenheit angehören. Dadurch verwandelt sich Euer Smartphone oder Tablet immer mehr zum multimedialen Alleskönner, der das Potential hat, stationäre Desktop-Rechner abzulösen.

Ein Hilfskern für alltägliche Aufgaben

Sowohl Samsungs Exynos 5 als auch Nvidias Tegra 4 setzen auf einen sogenannten “Companion-Core”. Während im Tegra 4 nur einer davon im Chip steckt, kommen beim Exynos 5 gleich vier davon zum Einsatz, die von ARMs neuer Architektur big.LITTLE verwaltet werden. Hinter diesem Konzept verbergen sich mehrere leistungsstarke Cortex-A15-Prozessoren, die mit kleineren Prozessoren vom Typ Cortex-A7 zusammenarbeiten und sich die Arbeit teilen. Das Grundprinzip ist aber bei Samsung und Nvidia gleich:

Die Companion-Cores haben eine niedrigere Leistung und Taktung als die vier 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.


Tegra 4: Nvidia verspricht nichts weniger als den "schnellsten mobilen Prozessor der Welt".

Qualcomm setzt bei den neuen Snapdragon-Prozessoren 800 und 600 auf ein ähnliches Konzept, auch wenn kein Companion-Core zum Einsatz kommt. Stattdessen setzt der Chiphersteller auf das Prinzip der asynchronen Taktung: Wenn ein Rechenkern weniger Leistung benötigt, um seine Aufgaben zu erledigen, wird dieser einfach heruntergetaktet, unabhängig von den restlichen Kernen. Dadurch wird ebenfalls Strom gespart bei gleichzeitiger Leistungsverteilung.

Doch natürlich geht es nicht nur um weniger Stromverbrauch. Durch immer leistungshungrigere Apps und Spiele, aber auch neue technische Möglichkeiten wie die Bildübertragung auf 4k-Fernseher in voller Auflösung ist es wichtig, dass wir bei den neuen Prozessoren diesen technischen Fortschritt sehen. Die Einsatzgebiete von Smartphones und Tablets werden immer vielfältiger und Anforderungen ihrer Benutzer immer größer. Da ist es nur logisch, dass das System von leistungsstarker Hardware angetrieben wird.


Qualcomm setzt bei seinen Snapdragon-CPUs auf ein anderes Prinzip als Nvidia und Samsung.

Kritiker, darunter auch Konkurrent Nvidia, sehen in der Qualcomm-Architektur aber keinen Vorteil, sondern ein Problem, weil sie der Meinung sind, dass Betriebssysteme nicht für asynchrone Taktraten ausgelegt sind. Inwiefern sich das auf die tatsächliche Leistung auswirkt, kann zum jetzigen Zeitpunkt natürlich nur vermutet werden: Alle drei Prozessoren sind noch nicht erhältlich und so gibt es auch noch keine Benchmarks oder andere Messergebnisse, etwa über den Stromverbrauch. Da die asynchrone Taktung aber schon bei Qualcomms Prozessormodellen der letzten Snapdragen-Generation zum Einsatz kam, kann davon ausgegangen werden, dass sich das System trotz Kritikerstimmen bewährt hat und inzwischen weiter verfeinert wurde.

Bald schon Wirklichkeit

Lange wird es nicht mehr dauern, bis erste Geräte mit den neuen Prozessoren erhältlich sind und dann wird sich auch zeigen, wie sich die Chips im Alltag schlagen. Wer nur ab und zu im Internet surft und Chat-Programme wie WhatsApp nutzt, wird von der Mehrleistung natürlich nicht so viel bemerken wie jemand, der ein halbes Dutzend Apps geöffnet hat und sein Smartphone oder Tablet größtenteils für Multimediainhalte nutzt. Vom cleveren Ressourcenmanagement und dem verringerten Stromverbrauch profitieren aber alle Anwender.

(Fotos: Nvidia, Qualcomm, nh/AndroidPIT)

Begeisterter Android-User seit Dezember 2009 und dem Motorola Milestone. Außerdem allgemein technikinteressiert und immer auf der Suche nach den neuesten Gadgets, die ihm das Leben entweder leichter oder schwerer machen. Nico ist zudem bekannt dafür, zu viel Kaffee zu trinken und zu wenig zu schlafen. In seiner raren Freizeit genießt er einen guten Film und lange Spaziergänge am Strand. Der letzte Teil war gelogen.

45 Kommentare

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  • J. David S. 25.01.2013 Link zum Kommentar

    Durch zunehmende Auslagerung in "die Cloud" wird bald selbst der Hardcore Gamer keinen Gigh-End PC mehr benötigen. Spiele werden auf mächtigen Clustern ausgeführt und das Bild und der Ton landen per Stream beim Spieler. Das Modell läuft in den USA schon eine ganze Zeit, erfolgreich. Deutschland verfügt leider noch nicht über die entsprechende Verbreitung von Breitband Verbindungen (ab 50Mbit aufwärts)...
    Ich würde meinen High-End Rechner auch vermissen... die Stromrechnung jedoch nicht.

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  • Nico Heister
    • Mod
    16.01.2013 Link zum Kommentar

    @Lord Pommeroy: Ich gehöre zwar auch zu denen, die nicht auf ihren Desktop-PC verzichten wollen, aber du musst auch bedenken, dass die meisten Leute gar keinen High-End-PC benötigen. Die surfen hauptsächlich im Internet, nutzen soziale Netzwerke, machen ein wenig Office und spielen nebenbei ein Spielchen. Und das alles können Tablets und Smartphones auch.

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  • Lord Pommeroy 16.01.2013 Link zum Kommentar

    Keinen PC mehr, man merkt hier deutlich wie sich die Leute vom marketing Gelaber beeinflussen lassen, die Handy und Tablett CPU sind eigentlich total lahme billige Krücken im Vergleich zum z.b. Intel 3770. Die Handys e.t.c. machen nur deshalb einen so schnellen Eindruck weil die Software extrem abgespeckt und auf die schwache Hardware angepasst ist. Bei einem Benchmarks wie 3dmark11 z.b. würden die Geräte Ca. 200 Punkte bekommen im Gegensatz zu 8000 Punkten meines Desktops ein Witz. Tablets und Handys werden nie in diese Bereiche kommen weil der Stromverbrauch viel zu hoch wäre. Also Leistungsmässig sind die mobilen CPUs gaaaaanz weit hinten. Ich schätze das der PC Markt nur noch von den Hardcore zockern profitieren wird.

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  • Christian M. 14.01.2013 Link zum Kommentar

    Guten morgen zusammen

    Ich habe das Gefühl das es wie im Desktopbereich ist. Der Wahsinn mit den Coren und den Gigahertzen. was mich aber anders herum begeistert, das ich wahrscheinlich bald keinen PC mehr zu hause brauche, das ist eigentlich das beste daran. Wenn ich meine beiden Note´s vergleiche 1 und 2, dann ist das Note 2 nur bei den Spielen schneller und in den übrigen Anwendungen sind beide gleich. Ich werde abwarten wie sich das alles jetzt entwickelt.

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  • Murat S. 13.01.2013 Link zum Kommentar

    ein vergleich für die ungläubigen :)
    die immer nur meckern müssen das alles was erzählt wird nur rein Marketing mühten sind und nicht die tatsächliche werte entsprechen.
    Hier ein kleiner vergleich zu SGS - SGS II und SGS III rein technisch gesehen.

    SGS Juni 2010:
    SGS II Mai 2011:
    SGS III Mai 2012

    CPU:

    -Samsung Hummingbird S5PC110 integrierter GPU, 1GHz, single Core Cortex A8
    -Samsung-Intrinsity Exynos S5PV310(i9100G = TI OMAP 4430)1,2 GHz Dual-Core
    -Samsung Exynos 4412 (1,4-GHz-ARM-Cortex-A9, Quad-Core)


    Ram:

    - 512MB
    - 837MB
    - 1GB

    Speicher:

    -8GB-16GB + max 32GB micro SDCard = 48 GB
    -16GB + max 32GB micro SDCard = 48 GB
    -16GB-64GB + 64GB micro SDCard = 182 GB

    Display:

    -4,0 Zoll mit 480 × 800 Pixel Auflösung
    -4,3 Zoll mit 480 × 800 Pixel Auflösung
    -4,8 Zoll mit 720 × 1280 Pixel Auflösung


    Akkukapazität:

    -1500mAh
    -1650mAh
    -2100mAh

    Akku (Chip.de test ergebnisse) Sprechzeit:

    -6:13 Stunden
    -5:57 Stunden
    -7:23 Stunden

    Akku (Chip.de test ergebnisse) Online-Laufzeit:

    -5:10 Stunden
    -7:00 Stunden
    -6:10 Stunden

    Akku (Chip.de test ergebnisse) Lade-Dauer:

    -3:15 Stunden
    -3:10 Stunden
    -2:30 Stunden

    Hier noch ein kleiner link zu einem selbst zusammen gestellten bild daten stammen von chip.de daher gebe ich kein 100% garantie das sie stimmen.

    http://s7.directupload.net/file/d/3134/t5sjz2e5_png.htm

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  • Marc Sigrist 13.01.2013 Link zum Kommentar

    @Conqueror:
    "Ich vergleich den Schwachsinn mit dem Pixelwahn bei Cameras.
    Zudem gibt es keine intelligente Steuerung der mehrkernigen Processoren....."

    Ist ein gewaltiger Unterschied....mehr Pixel bringen meist nichts und verschlechtern aber die Bildqualität - Dagegen Leistung kann man nie genug haben. Wenn ich irgendwann kein Notebook mehr brauche - evtl. sogar keinen PC mehr, sondern nur noch Anschlüsse für Monitor - Maus - Tastatur und ich somit immer alles dabei habe - noch dazu kompakt, dann ist finde ich nichts dagegen zu sagen.

    Gruß
    Marc

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  • Marc Sigrist 13.01.2013 Link zum Kommentar

    Och...vor noch nicht allzu langer Zeit hätte ich auch gesagt, dass das irgendwann überbriebene Formen annimmt....nun aber warte ich auf den Tag, an dem das Händy den PC komplett ersetzt und ich es nur noch an Tastatur- Maus und Bildschirm andocken muss....:-))

    Ich war schon immer ein Freund von All-in-One-Lösungen....:-))

    Gruß
    Marc

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  • Markus Köppen 13.01.2013 Link zum Kommentar

    "Zwei Kerne, die mit 500 Megahertz getaktet sind verbrauchen weniger Energie (und erzeugen somit auch weniger Last) als eine Einkern-CPU mit einer Taktung von einem Gigahertz. Die erreichte Leistung nimmt aber zu: Ein solcher Zweikerner braucht für ein und dieselbe Rechenaufgabe viel weniger Zeit bei weniger Beanspruchung an das System."

    Stimmt an diesem Satz überhaupt irgendwas?

    Selbst, wenn besagte Rechenaufgabe voll parallelisierbar wäre, würden die zwei Kerne immer noch genauso lange brauchen wie der eine Kern. Und ich kenne keine Rechenaufgabe, bei der das der Fall wäre. Bei nicht vollständig parallelisierbaren Aufgaben brauchen die zwei Kerne länger als der eine.

    There is no free lunch.

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  • Michael H. 12.01.2013 Link zum Kommentar

    Ist doch klar das man immer mehr Leistung der Prozessoren braucht. Denn die Displayauflösungen steigen ja auch. Und es soll ja dann auch noch möglichst flüssig laufen ...

    So wie es aussieht wird 2013 das Jahr mit FullHD als Standard. Und bei Tablets auch min. FullHD oder 4K HD.

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  • Frank K. 12.01.2013 Link zum Kommentar

    @Kur.Dos:

    Marketing? Samsung? Das Design wurde von ARM entwickelt und ohne ARM würde es keinen der heutigen Prozessoren geben. Es gibt kaum ein Unternehmen, welches mehr know-how hat. Und die entwickeln ein völlig neues Chip Design und investieren Millionen von Dollar für ein Marketing Argument? Was denkt ihr euch eigentlich immer, wer den Schwachsinn von euch glauben soll?

    Der Companion Core ist nur zum Musik abspielen und um Emails zu synchronisieren, aber ein A7 QuadCore kann fast alle täglichen Aufgaben übernehmen. So schwer kann das doch nicht zu verstehen sein...

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  • Simon F. 12.01.2013 Link zum Kommentar

    Für mich hat 2013 alles andere als spannend angefangen. Ein Nachfolger für mein Xperia mini pro ist bisher nicht in Sicht. Das einzige Modell mit Tastatur ist von RIM angekündigt. Hoffentlich kommen noch ein paar andere Hersteller auf die Idee, ihre schnellen CPUs nicht nur in einen Smartphone Typ zu bauen.

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  • zane 134 12.01.2013 Link zum Kommentar

    Was mich noch interessiert ist wie weit die neuen Chps von den Konsolen und wie weit sie von einem relativ aktuellen Desktop PC entfernt sind
    und was denkt ihr wann werden wir mit unseren Smartphones auf die gleiche Leistung aktueller PCs kommen?
    Ich finde nämlich die Vorstellung das ich keinen PC mehr brauche sondern nur noch mein Smartphone welches ich Kabellos mit dem TV verbinde dann Maus und Tastatur oder Gamepad damit koppel und dann damit alles machen kann was ich jetzt auch mache sehr sehr geil

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  • Leo 12.01.2013 Link zum Kommentar

    guter Artikel!

    2013 wird ein sehr spannendes Smartphone Jahr :)!

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    Olaf Schröder 12.01.2013 Link zum Kommentar

    was ich mir für 2013 wünsche wäre ein Tablet im Stil vom Transformer mit keyboard dock. Wenn das Transformer im Dock steckt mit Bootoption für google chromeOS. 2 Fliegen mit einer Klappe. Leistung ist denk ich kein Problem mehr mit dem was da kommt. Damit bekommt die cloud dann einen guten Schub und der heimische PC wird immer überflüssiger.

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    Flash Fan 12.01.2013 Link zum Kommentar

    Klasse Artikel!

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  • Marcus S. 12.01.2013 Link zum Kommentar

    Sehr guter Artikel....

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  • Kur.Dos 12.01.2013 Link zum Kommentar

    Samsung hätte genau wie Nvidia einen "5-Kern-Prozessor" vorstellen können, also ein Quadcore + einen Sparsamen Kern... Aber Marketing-Technisch hört sich es "DAS ERSTE SMARTPHONE MIT 8-KERN" einfach besser an, als "EIN WEITRES QUADCORE MIT 2GB RAM, WIE ALLE ANDERE HERSTELLER" an.. ;)

    Denke aber auch, dass Samsung sich was dabei gedacht hat mit dem neuen Prozessor, kann mir gut vorstellen, das die Leistung wirklich besser wird und auch mehr Laufzeit bietet...

    Aber das ist alles Spekulation, keiner von uns kann jetzt schon sagen, ob der neue Snapdragon, Tegra oder Exynos wirklich gut sind und die besagten Versprechungen halten kann..

    Ein Vergleich von Androidpit mit den 3 Prozessoren (oder auch 4 mit Huwaei) wäre super ;) Dann haben wir auch gewissheit, wer die beste Lösung hat

    //

    Aufjedenfall ist das Smartphone-Jahr 2013 sehr spannend und ist viel härter umkämpft als letztes Jahr ;)
    Ich sag nur:
    RIM
    UBUNTU
    WIN8 - durfte mal beim Freund das Lumia testen, garnicht schlecht... da geht sicher noch was....
    Sony - der versucht dieses Jahr Samsung zu übertrumpfen
    HTC - der dieses Jahr alles besser machen will
    LG - die Zusammenarbeit mit Google
    ZTE, ONDA, HUWAEI - die Chinesen ;)

    Die neuen Hybrid Notebook/Tablets mit WIN8, sind auch nicht zu unterschätzen, wenn der Preis mal stimmt.. Im Grunde könnte man somit einen Vollwertigen Laptop kaufen, der als Tablet mit Win8 auch nicth schlecht ist, zusätzen könnten Android-Apps mit Bluestacks laufen ;) also auch nicht schlecht :)

    also dieses JAhr wird die Entscheidung der Smartphone-Beschaffung sicher nicht leicht ,)

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    Komplette Datenlöschung 11.01.2013 Link zum Kommentar

    Dieses ständige hochpushen nur um uns das Geld aus den Tasche n zu ziehen. Weil das supercore smartphone wiedermal nach 2jahren und 2monaten den Geist aufgibt.

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  • Manuel 11.01.2013 Link zum Kommentar

    @Frank

    Ich finde man sollte lieber auf die finalen Daten warten.
    Wer weiß schon wie ob diese Benchmarks stimmen und außerdem finde ich vergleiche zwischen iOS und Android sowieso schwachsinnig, da es komplett verschiedene Systeme sind.

    Ich werde abwarten und Tee trinken :)

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  • Simon F. 11.01.2013 Link zum Kommentar

    Wenn ich zurückdenke, ist für mich tatsächlich der massiv gesenkte Energieverbrauch die grösste Errungenschaft in den letzten 5 bis 10 Jahren der Prozessorgeschichte. Nur dadurch wurden solche schnellen CPUs in Smartphones überhaupt möglich.
    Die zusätzliche Leistung wird leider irgendwie immer von der Software absorbiert. Wir brauchen heute Mehrkehrnprozessoren im Gigaherzbereich, damit die Menüführung unserer Smartphones genau so schnell funktioniert, wie damals auf dem Palm mit 33MHz.
    Ich mache die Entwicklung als Konsument gerne mit und freue mich sehr über jeden neue Stück Hardware. Wenn mich mein PC wieder mal lange warten lässt, frage ich mich aber, wo die ganze Leistung immer hin geht.

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