Mobile Chiphersteller: Vier Kerne und mehr

In meinem letzten Beitrag ging es um die Bausteine ​​- CPU- und Grafikkerne sowie geistiges Eigentum -, mit denen Chip-Anbieter moderne Anwendungsprozessoren erstellen. Heute möchte ich mich auf die großen Namen der Anwendungsprozessor-Chips konzentrieren. Im Allgemeinen verwenden die meisten dieser Unternehmen ARM-Kerne oder zumindest die ARM-Architektur. Kombinieren Sie es mit Grafiken von ARM, Imagination Technologies oder eigenen proprietären Grafiken. und fügen Sie eine Vielzahl anderer Funktionen hinzu. Das Ergebnis ist eine Vielzahl unterschiedlicher Prozessoren, die alle unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, sei es Leistung, Leistung, Grafik oder Konnektivität. Fast alle Anbieter bieten Prozessoren an, einschließlich älterer Chips, die jetzt auf preisgünstigere Telefone bis hin zu High-End-Telefonen abzielen. In den folgenden Abschnitten werde ich über die bekanntesten dieser Prozessoren sprechen und mich auf die Neuheiten für 2013 konzentrieren.

Qualcomm

Unter den Anbietern von Handels-Chips, die Chips an andere Unternehmen verkaufen, um sie in ihren Handys zu verwenden, hatte niemand ein besseres Jahr als Qualcomm. Vor etwas mehr als einem Jahr stellte das Unternehmen seine S4-Prozessorfamilie mit dem MSM8960, einem Dual-Core-Chip mit integriertem LTE, und dem APQ8064, einem Quad-Core-Chip ohne integriertes Modem, vor. Diese Chips wurden in vielen bekannten Produkten verwendet. Die Dual-Core-Version ist in allen High-End-Windows-Handys, dem Samsung Galaxy S III in vielen Märkten, in denen LTE verbreitet ist, und vielen anderen Android-Handys enthalten. Die Quad-Core-Version, manchmal auch als Snapdragon S4 Pro bezeichnet, ist in einer Reihe von High-End-Telefonen enthalten, darunter das HTC Droid DNA, das Nexus 4 und das Sony Xperia Z.

Das diesjährige Lineup, das auf der CES und kurz vor dem Mobile World Congress angekündigt wurde, deckt eine breite Palette von Mobilgeräten ab. Der größte Teil der Produktpalette basiert auf der Krait-Architektur von Qualcomm, die den ARM v7-Befehlssatz und die Adreno-Grafiktechnologie des Unternehmens verwendet und auf dem 28-nm-Prozess von TSMC basiert. Es gibt jedoch signifikante Änderungen: Der Krait-Kern selbst wurde seit der Einführung des 8960 viermal aktualisiert, und verschiedene Modelle verfügen über eine unterschiedliche Anzahl von Grafiken sowie weitere Funktionen.

Der Snapdragon 800, den Qualcomm als "den fortschrittlichsten Wireless-Prozessor aller Zeiten" bezeichnete, soll in der zweiten Jahreshälfte 2013 herauskommen. Dies sollte der erste Prozessor sein, der auf dem 28-nm-HPM von TSMC produziert wird (High-Performance for Mobile) -Prozess, mit dem die CPU-Kerne mit bis zu 2, 3 ​​GHz betrieben werden können. Hierbei wird eine neue Version des Kerns namens Krait 400 verwendet. Das Unternehmen gibt an, dass der Snapdragon 800 bis zu 75 Prozent bessere Leistung als der Snapdragon S4 Pro liefern soll.

Der Snapdragon 800 wird Adreno 330-Grafikkarten enthalten, die doppelt so viele Grafikkerne aufweisen wie die im APQ8064 und im neuen Snapdragon 600 verwendete Adreno 320-Grafikkarte. Zwar ist es unwahrscheinlich, dass Sie in realen Anwendungen tatsächlich die doppelte Grafikleistung erzielen andere Faktoren, einschließlich der Speicherbandbreite. Der Chip unterstützt den Empfang und die Wiedergabe von Inhalten mit UltraHD-Auflösung (4K) sowie die Erfassung von 4K-Inhalten.

Ein Unterschied im Ansatz von Qualcomm im Vergleich zu einigen Mitbewerbern besteht darin, dass die Architektur es jedem der Kerne ermöglicht, mit einer anderen Frequenz zu arbeiten. Dies bedeutet, dass bei Anwendungen, die auf bestimmten Kernen ausgeführt werden, jeder Kern mit seiner optimalen Geschwindigkeit ausgeführt werden kann. (Im Gegensatz dazu verwendet der big.LITTLE-Plan von ARM zwei Cluster von Kernen, wobei kleine Kerne mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit zusammenlaufen und dann große Kerne hinzugefügt werden, die wiederum mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit laufen würden. In den meisten Implementierungen beträgt die Geschwindigkeit jeder Gruppe dasselbe, kann aber je nach Arbeitsbelastung hoch und runter gehen.) Laut Qualcomm kann eine asynchrone symmetrische Multiprozessierung (Asynchronous Symmetric Multiprocessing, aSMP) eine bessere Leistung ermöglichen, wenn ein Kern besonders schnell laufen kann, während die anderen langsam sind.

Eine weitere große Änderung beim Snapdragon 800 ist die Unterstützung der LTE-Kategorie 4 mit theoretischen Download-Geschwindigkeiten von bis zu 150 Megabit pro Sekunde sowie die Carrier-Aggregation. (Durch Carrier-Aggregation, manchmal auch als LTE-Advanced bezeichnet, können Carrier-Bond-Verbindungen über Kanäle hergestellt werden, die nicht kontinuierlich sind. Dadurch kann ein Carrier die LTE-Geschwindigkeit der Kategorie 4 auch dann erreichen, wenn er kein kontinuierliches 20-MHz-Spektrum verwendet, indem er zwei diskrete Kanäle verwendet 10-MHz-Gruppen von Frequenzen. Dies ist wichtig für viele Netzbetreiber, einschließlich einiger großer US-amerikanischer.)

Qualcomm war bei weitem der führende Hersteller von LTE-Basisbandfunktionen für Smartphones, die wir bisher gesehen haben, entweder mit Anwendungsprozessoren mit integrierten Basisbändern oder mit eigenständigen Basisbandmodems, scheint aber im kommenden Jahr eine etwas größere Konkurrenz zu bekommen.

Der Snapdragon 600 ist ebenfalls ein Quad-Core-Teil, das jedoch einen Krait 300-Kern verwendet und nach dem aktuellen TSMC 28nm-Verfahren hergestellt wird. (Im Vergleich zu den älteren Snapdragons versprechen sowohl das Krait 300 als auch das Krait 400 eine bessere Gleitkomma- und JavaScript-Leistung und andere Funktionen wie eine verbesserte Verzweigungsvorhersage. Das Krait 400 ändert auch die Speicherschnittstelle und bietet einen schnelleren L2-Cache.) Es läuft mit bis zu 1, 9 GHz und enthält Adreno 320-Grafiken. Das entspricht zwar nicht ganz den Spezifikationen des 800, ist aber ein recht hochwertiger Prozessor. Noch wichtiger ist, dass es in diesem Quartal ausgeliefert wird und in vielen der kürzlich vorgestellten High-End-Smartphones zum Einsatz kommt, wie dem neuen HTC One und dem LG Optimus Pro.

Für drahtlose LAN-Verbindungen unterstützen sowohl der 600 als auch der 800 802.11ac Wi-Fi sowie ältere Versionen. Über die Qualcomm Atheros-Gruppe war das Unternehmen einer der Haupttreiber des 802.11ac-Standards, und auf der Messe zeigte das Unternehmen, wie viel schneller die Datenübertragung mit diesem Standard sein kann. In der Demo wurde gezeigt, dass eine 600-MB-Datei in weniger als 30 Sekunden auf ein mobiles Gerät übertragen werden konnte. Dies ist drei- bis viermal schneller als mit dem gängigen 802.11n-Standard.

Während die Snapdragon 600 und 800 LTE-Unterstützung bieten und daher eher auf dem US-amerikanischen Markt angeboten werden, sind die Snapdragon 400 und 200 Low-End-Chips mit Funktionen für andere Märkte. Der Snapdragon 400 verfügt über mehrere Versionen, darunter zwei Krait 300-Kerne mit bis zu 1, 7 GHz, zwei Krait 200-Kerne mit bis zu 1, 2 GHz oder eine Quad-Core-Lösung mit Cortex-A7-Kernen mit bis zu 1, 4 GHz. Es verfügt auch über eine Adreno 305-GPU, Unterstützung für 1080p-Videoaufnahme und -wiedergabe, Unterstützung für die drahtlose Miracast-Anzeigetechnologie und Unterstützung für HSPA +, jedoch nicht für integriertes LTE. Der Snapdragon 200 verfügt über vierkernige Cortex-A5-CPUs mit bis zu 1, 4 GHz pro Kern und Adreno 203-Grafik, bietet jedoch eine geringere Kamera- und Modemunterstützung und richtet sich hauptsächlich an CDMA- und UMTS-Märkte. Mit anderen Worten, es ist unwahrscheinlich, dass auf dem nordamerikanischen Markt Handys auf Basis dieses Chips angeboten werden.

Nvidia

Kein Unternehmen hat mehr unternommen, um das Konzept der Multi-Core-Anwendungsprozessoren bekannter zu machen, als Nvidia, das viele der Erkenntnisse aus der PC-Grafik auf den mobilen Markt übertragen hat. Das Tegra 2 war ein früher Dual-Core-Prozessor und das Tegra 3 war der erste bekannte Quad-Core-Prozessor. Und das Unternehmen hat sich nicht gescheut, über seine GeForce-Grafik (mit dem gleichen Namen, den es für PC-Grafik verwendet) und seinen TegraZone-Store für Android-Spiele zu sprechen, die seine Prozessoren zur Schau stellen.

Für 2013 ist der Tegra 4 mit dem Codenamen Wayne der große neue Prozessor des Unternehmens, den es im Vorfeld der CES angekündigt hat.

Wie beim Tegra 3 handelt es sich um einen Quad-Core-Prozessor. Statt des ARM Cortex-A9 wird jedoch der neuere Cortex-A15 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1, 9 GHz verwendet. Der Chip hat auch einen fünften Kern, einen anderen A15, der ein Transistor-Design mit geringerer Leistung verwendet, das vor allem dann funktioniert, wenn das Telefon oder der Tisch im Leerlauf ist. Dadurch können die Hauptkerne ausgeschaltet werden, wodurch mehr Batterieleistung bereitgestellt wird. Im Gegensatz zum Qualcomm-Design sind die vier Hauptprozessoren synchron, was bedeutet, dass sie alle mit derselben Geschwindigkeit laufen, die sich jedoch durch dynamische Spannungsfrequenzskalierung nach Bedarf nach oben und unten bewegen kann. Stattdessen verwendet Nvidia den "fünften Kern", um Strom zu sparen, wenn das Gerät gerade im Standby-Modus ist. (Das Tegra 3 hat ein ähnliches Design.)

Das Tegra 4 verfügt über 72 GPU- "Kerne", was in diesem Fall Multiplikation-Addition-Einheiten bedeutet. Es ist schwierig, die Anzahl der Kerne zwischen verschiedenen Designs zu vergleichen, da einige Unternehmen nur die Einheiten mit multiplizierter Addition zählen, während andere den Begriff "Kern" für eine Sammlung verschiedener Komponenten verwenden, die Grafiken erstellen. Beachten Sie, dass GeForce von Nvidia und Mali T-600 von ARM im Gegensatz zu Adreno von Qualcomm und den aktuellen Imagination PowerVR-Grafiken, die einheitliche Shader verwenden, diskrete Vertex- und Pixel-Shader aufweisen. Laut Nvidia ist dies effizienter, obwohl es schwer zu sagen sein wird, bis die Produkte endlich ausgeliefert werden.

Das Tegra 4, das in diesem Quartal in den Produkten erscheinen soll, richtet sich sowohl an Tablets als auch an Telefone, die ein separates Basisband verwenden. Nvidia bietet sein i500-Modem mit einem softwaredefinierten Radio an, das auf der softwaredefinierten Icera-Funktechnologie basiert und LTE-Unterstützung bietet. ZTE hat angekündigt, in der ersten Hälfte dieses Jahres an einem Smartphone für den chinesischen Markt mit dem Tegra 4-Prozessor zu arbeiten, und arbeitet auch mit dem i500.

Laut Nvidia sollte das Tegra 4 nicht nur beim Spielen, sondern auch beim Laden von Webseiten deutlich schneller sein. Insbesondere hat Nvidia das Konzept der "Computerfotografie" für Dinge wie HDR-Fotos und -Videos (High Dynamic Range) hervorgehoben.

Im Vorfeld von MWC kündigte Nvidia auch den Tegra 4i an, seinen ersten Prozessor, der ein integriertes Modem auf dem Anwendungsprozessor hat. Das Tegra 4i mit dem Codenamen Project Grey wird über vier ARM Cortex-A9-CPU-Kerne mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2, 3 ​​GHz verfügen (plus eine stromsparende Version in der 4 + 1-Architektur des Unternehmens). Laut Nvidia wird dabei die vierte Generation des A9 (A9r4) zum Einsatz kommen, die einige Merkmale des A15 in einem Design vereint, das Leistung zwischen dem Standard-A9 und dem A15 bietet.

Das Tegra 4i wird zusätzlich zum integrierten LTE-Modem über 60 Grafikkerne verfügen, die dieselbe Architektur wie die Grafik im Tegra 4 verwenden. Dieses Modem, im Wesentlichen dasselbe i500-Modem, das das Unternehmen neben dem Tegra 4 als separaten Chip anbieten wird, soll anfangs Downloads mit bis zu 100 Mbit / s und ein späteres Software-Upgrade auf 150 Mbit / s unterstützen. (Denken Sie daran, dass dies ein softwaredefiniertes Modem ist.)

Insgesamt sollte der 4i ein kleinerer Chip mit einer Chipfläche von etwa 60 mm ^{2 sein,} verglichen mit mehr als 80 mm ² sowohl für den vorhandenen Tegra 3 als auch für den Tegra 4-Chip. Das soll es günstiger machen und damit eher für kleinere Tablets und Handys geeignet sein. Das Tegra 4 mit mehr Grafik und der leistungsstärkeren Cortex-A15-CPU zielt auf größere Bildschirme ab. Der Tegra 4i wird jedoch später auf den Markt kommen. Das Unternehmen geht davon aus, dass einige Produkte mit dem Tegra 4i bis Ende des Jahres erhältlich sein könnten. Eine größere Verfügbarkeit wird jedoch voraussichtlich im ersten Quartal 2014 erwartet.

Beachten Sie, dass sowohl Tegra 4 als auch 4i bei 28 nm von TSMC hergestellt werden, jedoch unterschiedliche Prozesse verwenden. Das Tegra 4 verwendet den HPL-Prozess, den TSMC angeboten hat, während das 4i auf den neueren HPM-Prozess umsteigen wird.

Nvidia kündigte außerdem kürzlich eine Update-Roadmap für die Produkte an, die den Tegra 4 und 4i folgen sollen.

Als nächstes folgt "Logan", das 2014 in Produktion gehen soll und die erste CUDA-fähige Grafik in die Tegra-Linie einfügt, was bedeutet, dass Unified-Shader enthalten sein sollten. 2015 folgt "Parker", der die kommende Maxwell-GPU-Technologie des Unternehmens mit seinem ersten einzigartigen CPU-Kerndesign, einem 64-Bit-ARM-Prozessor namens Project Denver, kombiniert. (Nvidia gab zuvor bekannt, dass es über eine ARM-Architekturlizenz verfügt und an seinem eigenen Kern gearbeitet hat.) Nvidia gibt an, dass Parker mit 3D-FinFET-Transistoren hergestellt wird, vermutlich auf Basis des 16-nm-Prozesses von TSMC.

Apfel

Apple ist der einzige große Telefonanbieter, der ausschließlich von ihm selbst entwickelte Anwendungsprozessoren verwendet. Diese Chips werden anderen Herstellern von Mobilgeräten nicht zur Verfügung gestellt. Infolgedessen gibt Apple wirklich nicht viel über seine Chips preis, abgesehen von einigen sehr umfassenden Leistungsmaßstäben. So bietet der A6-Prozessor für das iPhone 5 die doppelte CPU- und die doppelte Grafikleistung des im iPhone 4S verwendeten A5.

Trotzdem können wir uns zwischen Abrissen, Branchenanalysten und Informationen einiger Zulieferer einen guten Überblick über die derzeit von Apple gelieferten Chips verschaffen.

Apple hat eine ARM-Architekturlizenz und entwickelt daher eigene CPU-Kerne, die die ARMv7-Architektur verwenden. Diese Kerne werden manchmal als "Swift" bezeichnet, ähnlich wie die internen Kerne von Qualcomm Krait genannt werden. Auf der Grafikseite verwendet Apple PowerVR-Grafiken von Imagination Technologies, wo es sich um einen Investor handelt. Es kombiniert andere interne Architekturmerkmale, um eine Familie von Prozessoren zu erstellen.

Auf der Telefonseite heißt Apples führender Prozessor A6, der im vergangenen September zusammen mit dem iPhone 5 angekündigt wurde. Apple sagte damals, es sei doppelt so leistungsstark wie der frühe A5, aber 22 Prozent kleiner. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass es mit dem 32-nm-High-k / Metal-Gate-Prozess von Samsung hergestellt wurde, während der frühere Prozessor mit einem älteren 45-nm-Prozess hergestellt wurde. Der A6 soll zwei CPU-Kerne zusammen mit der integrierten PowerVR SGX 543MP3-Grafik mit drei Kernen verwenden.

Das aktuelle iPad basiert auf dem A6X, der eine Dual-Core-CPU mit bis zu 1, 4 GHz und eine PowerVR SGX 554MP4-Grafik mit 300 MHz haben soll. Hierbei handelt es sich um Quad-Core-Grafiken, die Apple als ausschlaggebend für die Ausführung des hochauflösenden Displays auf dem Tablet eingestuft hat. Die meisten unabhängigen Benchmarks zeigen, dass der A6X der schnellste der Ende 2012 erhältlichen Prozessoren ist. Mit all den neuen Produkten, die dieses Jahr herauskommen, müssen wir sehen, was Apple geplant hat.

Samsung

Samsung ist insofern interessant, als das Unternehmen insgesamt viele verschiedene Positionen in der mobilen Prozessorkette einnimmt. Als einer der führenden Smartphone-Hersteller stellt das Unternehmen Geräte her, die eine Vielzahl von Prozessoren verwenden, darunter Qualcomm Snapdragon-Prozessoren in vielen seiner LTE-Geräte, Broadcom-Chips in einigen Low-End-Prozessoren und Prozessoren des eigenen Samsung Semiconductor-Zweigs in weiteren Geräten. Telefone wie das Galaxy S III können je nach Markt sowohl Qualcomm- als auch Samsung-Chips verwenden, wobei das Unternehmen normalerweise Qualcomm-Chips verwendet, für die LTE erforderlich ist. Das Unternehmen ist auch eine bekannte Halbleiterfabrik, die die A5- und A6-Chipfamilie für Apple herstellt.

Aber für Anwendungsprozessoren bietet es eine Reihe von Produkten in seiner Exynos-Familie. Derzeit verwendet das Unternehmen seine Exynos 4 Quad in einigen Versionen der Galaxy S III- und Galaxy Note-Produkte und bietet sie anderen Unternehmen zum Verkauf an, um sie in ihren Produkten zu verwenden. Der Exynos 4 Quad basiert auf vier ARM Cortex-A9-Kernen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1, 6 GHz und Mali T-400-Grafik.

In jüngerer Zeit stellte das Unternehmen den Exynos 5 Dual mit zwei Cortex-A15-Prozessoren vor, der derzeit in Samsungs Chromebook und dem Google Nexus 10-Tablet verwendet wird.

Der herausragende Prozessor ist jedoch der Exynos 5 Quad, der als einer der ersten Prozessoren tatsächlich mit der big.LITTLE-Architektur auf den Markt kommt. Es enthält sowohl vier Hochleistungs-Cortex-A15-Kerne als auch vier Niedrigleistungs-Cortex-A7-Kerne.

Dieses Design gruppiert effektiv eine Hochleistungs-Quad-Core-CPU und eine Niedrigleistungs-Quad-Core-CPU. Im Leerlauf sollte das Gerät nur einen stromsparenden Kern verwenden, wobei der Kern schneller wird und je nach Bedarf weitere Kerne eingeschaltet werden. Wenn wirklich hohe Leistung benötigt wird, wird auf die leistungsstärkere CPU umgeschaltet. Die A7-Kerne können auf 1, 2 GHz skaliert werden, die A15-Kerne auf 1, 8 GHz. Darüber hinaus wird ein Imagination PowerVR SGX-544MP3-Grafikkern mit 533 MHz verwendet, was schneller ist als die meisten bisherigen PowerVR-Implementierungen.

Das Exynos 5 Quad wird im 28-nm-Verfahren von Samsung hergestellt. Es wird wahrscheinlich zuerst auf dem Galaxy S4 erscheinen, wenn auch hauptsächlich in Versionen, die auf Märkte ohne LTE abzielen. (Mit anderen Worten, es wird nicht in der US Galaxy S4 sein, obwohl es in Wi-Fi-Geräten nur Sinn machen würde.)

Renesas Mobile

Renesas ist den meisten Amerikanern vielleicht nicht vertraut, aber es ist einer der größten Chiphersteller der Welt. Es entstand aus der Fusion der Halbleiter-Aktivitäten einiger der größten japanischen Unternehmen, darunter NEC und früher Hitachi und Mitsubishi. Seine Chips wurden in vielen Telefonen auf dem japanischen Markt verwendet, aber das Unternehmen versucht nun, seine neuen Produkte für den größeren Markt zu positionieren.

Der neueste High-End-Einstieg, der APE6, wird das big.LITTLE-Design von ARM mit vier Cortex-A15-Hochleistungskernen mit bis zu 2 GHz und vier Cortex-A7-Kernen mit niedrigerer Leistung mit bis zu 1 GHz verwenden. Dies wird auch eine der ersten Implementierungen der PowerVR 6-Serie von Imagination Technologies sein, die als "Rogue" bekannt ist. Das Unternehmen gibt an, dass dies die vierfache Grafikleistung eines iPad 4 bieten wird. Dieses Produkt richtet sich an Automobil- und Tablet-Produkte, wobei mobile Produkte voraussichtlich in neun Monaten bis zu einem Jahr verfügbar sein werden.

Das Unternehmen kündigte auch den MP6530 an, einen Quad-Core-Prozessor im 2 + 2-Design (zwei A15-Prozessoren mit bis zu 2 GHz sowie zwei A7-Prozessoren mit bis zu 1 GHz) und integriertem LTE auf einem einzigen Chip. Dies verwendet PowerVR SGX544-Grafik und ist für Full-HD-Displays auf kleinen Tablets und Handys geeignet. Das Unternehmen richtet sich an Handys mit einem nicht subventionierten Preis von 250 bis 400 US-Dollar. Das Unternehmen geht davon aus, dass es bis Ende des Jahres in Serie produziert wird.

Broadcom

Broadcom ist vor allem für seine Kommunikationschips bekannt, übt jedoch eher leise Druck auf Anwendungsprozessoren aus, vor allem mit Produkten für Mid- und Low-End-Telefone.

Für Anwendungsprozessoren bieten Broadcoms aktuelle Produkte den 28155, der Dual ARM Cortex-A9 mit bis zu 1, 2 GHz sowie den Broadcom-eigenen VideoCore-IV-Multimedia- und Imaging-Prozessorkern enthält. Diese Produkte unterstützen HSPA + -Netzwerke, nicht LTE, aber das ist in vielen Märkten ausreichend. Produkte wie das Samsung Galaxy Grand verwenden diesen Prozessor. Sie werden sie möglicherweise nicht auf dem US-Markt sehen, da sie meist keine LTE-Unterstützung haben, aber in vielen Teilen der Welt sinnvoll sind.

Auf der Netzwerkseite hat Broadcom kürzlich ein neues LTE-Advanced-Basisbandmodem mit Unterstützung für LTE-Kategorie-4-Unterstützung und Carrier-Aggregation sowie Unterstützung für weitere LTE-Bänder angekündigt. Die meisten LTE-Telefone, die wir gesehen haben, hatten Qualcomm-Chips, und Broadcom versucht, wettbewerbsfähiger zu werden. (Andere Unternehmen, darunter Intel und Sequans, haben in den letzten Monaten ebenfalls LTE-Advanced-Chips angekündigt.)

Für die Konnektivität, dem Bereich, in dem Broadcom am bekanntesten ist, verfügt das Unternehmen über einen neuen Combo-Chip mit vielen verschiedenen Konnektivitätsoptionen, einschließlich der Unterstützung von 802.11ac. Broadcom war einer der Marktführer bei der Vermarktung dieser Technologie, die 5G Wi-Fi nennt, und bietet jetzt eine Kombination aus 802.11ac mit Bluetooth- und FM-Radio-Unterstützung an.

Intel

Intel, das seit einigen Jahren seine Atom-Prozessoren für Mobiltelefone vorantreibt, hat erste Erfolge zu verzeichnen. Es wurden 10 Designs angekündigt, die größtenteils auf der "Medfield" -Plattform basieren, die offiziell als Atom Z2480 bezeichnet wird und mit einem Burst-Modus von bis zu 2 GHz betrieben wird. (Bei mobilen Prozessoren werden die Anbieter in der Regel auf die Spitzengeschwindigkeit für Bursts angewiesen, da fast alle Prozessoren die meiste Zeit mit sehr viel niedrigeren Geschwindigkeiten laufen, wenn sie darauf warten, dass etwas zu tun ist.)

Beim Mobile World Congress lag der Schwerpunkt auf der Clover Trail + -Plattform, die drei Varianten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umfasst. Dies sind Dual-Core-Chips mit Hyperthreading, dh sie können bis zu vier Threads gleichzeitig ausführen. Das High-End-Modell Atom Z2580 arbeitet mit bis zu 2 GHz und Imagination PowerVR SGX544MP2-Grafik mit bis zu 533 MHz. Andere Modelle sind der Z2560 (bis zu 1, 6 GHz mit 400 MHz Grafik) und der Z2520 (bis zu 1, 2 GHz mit 300 MHz Grafik). In all diesen Fällen wirbt Intel mit Funktionen wie Gruppenfotofunktionen, mit denen Sie Bilder aus einer Serie von Serienbildern kombinieren können, und HDR in bewegten Videos, um mehr Details anzuzeigen und Geister zu entfernen.

Diese Chips unterstützen das Intel XMM6360-Modem, das HSPA + mit bis zu 42 Mbit / s unterstützt. Intel hat außerdem ein neues Modem namens 7160 angekündigt, das LTE-Kategorie 3 mit Download- und Upload-Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit / s und 50 Mbit / s unterstützt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ab der ersten Jahreshälfte einige Kunden beliefert werden. Die Modems von Intel bleiben von den Anwendungsprozessoren getrennte Chips, und während das Unternehmen an der Kombination der beiden arbeitet, hat es nicht angekündigt, wann es einen integrierten Chip herausbringen wird.

Auf der CES kündigte das Unternehmen einen untergeordneten Prozessor namens Atom 2420 an, der als "Lexington" bekannt ist. Dieser Chip verfügt über einen einzelnen CPU-Kern mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1, 2 GHz und die PowerVR SGX 520-Grafik von Imagination. Es unterstützt HSPA + bis zu 21 Mbit / s. Dieser Prozessor kommt im Asus Fonepad zum Einsatz, einem 7-Zoll-Tablet mit Telefonfunktionen.

Intel hat auch eine Reihe von Chips speziell für Tablets. Es gibt mehr als ein Dutzend Windows-basierte Tablets und Convertibles, die auf der Clover Trail-Tablet-Plattform des Unternehmens basieren (bekannt als Atom Z2760, ein Dual-Core- / Vier-Thread-Chip mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1, 8 GHz). und natürlich viele weitere Core-basierte Tablets und Notebooks (mit den 22-nm-Ivy-Bridge-Prozessoren).

Diese Generation der Atom-Prozessoren wird nach einem 32-nm-HKMG-Verfahren hergestellt. Das Unternehmen hat Pläne angekündigt, im Laufe dieses Jahres auf seinen 22-nm-FinFET-Prozess mit der neuen Plattform "Bay Trail" umzusteigen. Laut Intel wird Bay Trail eine Quad-Core- / Acht-Thread-CPU mit der doppelten CPU-Leistung der Clover Trail-Plattform für Tablets anbieten. In einer großen Veränderung wird Bay Trail sowohl Android- als auch Windows-Betriebssysteme unterstützen, anstatt für jedes eine eigene Plattform zu haben. Intel hat die Grafiken in Bay Trail noch nicht veröffentlicht und sagte, dass Bay Trail für Tablets pünktlich zur Weihnachtszeit in diesem Jahr eintreffen sollte. (Intels 22-nm-Prozessoren für den Telefonmarkt werden voraussichtlich Anfang 2014 auftauchen.)

AMD

Auf dem Mobile World Congress präsentierte AMD Temash, eine Low-Power-Version seines kommenden "Kabini" -Prozessors, einem 28-nm-Prozessor mit integrierter Grafik. Die Demos zeigten Tablets, auf denen Windows mit AMD ausgeführt wird, und verglichen das System mit denen, auf denen die Intel Clover Trail Atom Z2760-Plattform ausgeführt wird.

Temash ist ein Nachfolger des bestehenden Z-60, bekannt als Hondo, und wurde entwickelt, um die Leistung und die Windows-Unterstützung von Notebooks mit den lüfterlosen Designs von Tablets zu kombinieren. Temash wird als Dual- und Quad-Core-Version mit weniger als 5 Watt erhältlich sein. Laut AMD bietet es die doppelte Grafikleistung der Vorgängergeneration sowie Unterstützung für DirectX 11. Insgesamt ist dies das schnellste x86 SoC für Tablets und für Hybrid- oder Cabriomaschinen. AMD hofft, Dual-Core-Tablets in der Preisspanne von 399 bis 499 US-Dollar zu sehen, die sich hauptsächlich an den Windows-Markt richten.

AMD hat noch keine Telefonplattform und hat Windows in den Vordergrund gerückt, wo es einen Vorteil haben soll, bessere Grafiken zu erhalten und vor der Bay Trail-Plattform von Intel auf den Markt zu kommen.

MediaTek

MediaTek ist einer der weltweit größten Hersteller von Handyprozessoren, auch wenn der Name für die meisten Amerikaner nicht erkennbar ist. Das Unternehmen ist vor allem für die Stromversorgung von Telefonen in asiatischen Ländern bekannt. In den letzten Jahren sind Android-basierte Smartphones hinzugekommen, die überraschend stark aussehen, auch wenn sie nicht den Spezifikationen der High-End-Telefone entsprechen, über die wir oft so viel Zeit schreiben.

In den letzten Jahren sind US-amerikanische Unternehmen wie Qualcomm und Broadcom in diesen Markt eingetreten, aber MediaTek wehrt sich mit neuen Quad-Core-Prozessoren. Der erste derartige Chip, der als MT6589 bekannt ist, ist ein Cortex-A7-Quad-Core-Prozessor mit integriertem Basisband, der sowohl HSPA + als auch ältere Standards und chinesische Standards wie TD-SCDMA unterstützt. LTE wird nicht unterstützt, dies ist jedoch in vielen Märkten, in denen diese Prozessoren verwendet werden, normalerweise keine Option.

Dieser Chip verwendet die PowerVR Series5XT-Grafik von Imagination. Die ersten Versionen werden voraussichtlich mit 1, 2 GHz ausgeliefert. Die Umstellung auf 1, 4 GHz ist geplant.

Qualcomm rückt mit seiner Snapdragon 400- und 200-Plattform jetzt aggressiver in diesen Bereich vor, und es gibt neue, kleinere Anbieter, die ebenfalls auf den Markt kommen.

Allesgewinner

Unter den neueren Chipherstellern ist vielleicht Allwinner hervorzuheben, dessen Chips auf Messen wie der CES und dem Mobile World Congress überall auf Tablets zu finden sind. Das chinesische Unternehmen, das 2007 gegründet wurde und zunächst Video-Codierungs- / Decodierungs-Chips herstellte, trat 2011 mit Prozessoren wie dem A10, einem einkernigen Cortex-A8-Chip für Tablets und Smart-TVs, in den ARM-SoC-Markt ein.

Seitdem hat das Unternehmen seine Produktpalette um neuere Chips wie den A20 erweitert, der auf einem Dual-Core-Cortex-A7-Design mit Mali 400MP2-Grafik basiert.

Am beeindruckendsten ist vielleicht der kürzlich angekündigte Allwinner A31, der einen Vierkern-Cortex-A7 sowie die PowerVR SGX544MP2-Grafik von Imagination enthält. Es ist immer noch ein Quad-Core-Prozessor, fügt aber auch einen zusätzlichen fünften Kern hinzu, der für den Stromsparmodus ausgelegt ist, wenn das Telefon größtenteils im Leerlauf ist. Auf diese Weise ähnelt es der Implementierung eines fünften Kerns durch Nvidia. Der Chip ist laut Hersteller für Tablets mit Bildschirmauflösungen von bis zu 2.048 mal 1.536 geeignet und wurde bereits in Produkten wie dem Onda-Tablet verwendet, das ARM auf der MWC vorstellte. Darüber hinaus verfügt es über eine Vielzahl von Anzeige- und Bildverarbeitungsfunktionen.

In jüngerer Zeit kündigte Allwinner eine Version mit dem Namen A31 an, die auf "Phablets" zwischen 4, 5 und 6 Zoll abzielt. Dieser verfügt über einen Einzelkanalspeicher anstelle des Zweikanalspeichers im A31 und unterstützt Auflösungen von bis zu 1.280 x 800. Sowohl der A31 als auch der A31 arbeiten mit bis zu 1 GHz und werden mit einem 40-nm-Prozess hergestellt.

Die Anwendungsprozessoren von Allwinner waren hauptsächlich auf Tablets und Smart-TVs ausgerichtet, und das Unternehmen stellt keinen Basisband-Chip für die Verbindung mit einem Mobilfunknetz her. Hersteller von Handys und Tablets können jedoch Chips von Drittanbietern hinzufügen. Bisher haben wir auf dem US-Markt nicht viele Produkte auf Basis von Allwinner-Chips gesehen, aber angesichts des Potenzials für kostengünstigere Android-Tablets bin ich nicht überrascht, einige bald zu sehen.

Weitere chinesische Anbieter

Darüber hinaus gibt es eine Reihe weiterer kleinerer chinesischer Anbieter von ARM-basierten Anwendungsprozessoren, deren Chips auf Geräte für den asiatischen Markt ausgerichtet sind. Alle diese Unternehmen verfügen in der Regel über Produktreihen, wobei ihre neuesten Prozessoren deutlich leistungsfähiger werden.

Zum Beispiel hat Rockchip den 3188 angekündigt, einen Quad-Core-A7-Prozessor, der mit Mali-400-Grafik mit bis zu 533 MHz bis zu 1, 8 GHz arbeiten kann. Dies wird ein 28-nm-Teil sein. Das Unternehmen bietet auch Dual-Core-Chips an. Ein anderer Konkurrent, Amlogic, hat eine CPU für den Tablet-Markt, die auf einem 1-GHz-Cortex-A9 basiert.

Spreadtrum, das Chips für Mobiltelefone herstellt, hat vor kurzem damit begonnen, einen 1, 2-GHz-Chipsatz mit einem Dual-Core-Cortex-A5 mit 1, 2 GHz und Dual-Core-Mali-400-Grafik für TD-SCMA (chinesischer Standard) und Edge auszuliefern Netzwerke. Solche Prozessoren sind in Geräten für die USA zwar nicht zu sehen - sie unterstützen nicht die von US-Carriern gewünschten LTE-Netze -, sie sind jedoch ein Fortschritt für kostengünstige Smartphones.

Texas Instruments

Zwei Unternehmen sind es wert, darüber zu sprechen, auch wenn sie ihre Anstrengungen bei mobilen Prozessoren reduzieren: Texas Instruments und ST-Ericsson, die beide ungewöhnliche Ansätze auf dem Markt hatten.

TI war mit seiner OMAP-Familie viel erfolgreicher bei Anwendungsprozessoren für Produkte, die für den US-Markt ausgeliefert wurden. Die OMAP 4-Familie verwendet Dual-Core-Cortex-A9-CPUs und PowerVR-Grafik von Imagination in Chips, die normalerweise bei 45 nm hergestellt werden. Solche Chips werden in einer Vielzahl von Produkten verwendet, darunter viele der frühen Android-Tablets (wie das ursprüngliche Galaxy Tab), das Amazon Kindle Fire und Fire HD sowie das Barnes & Noble Nook Tablet.

Dieses sollte in diesem Jahr durch das OMAP 5 ersetzt werden, ein 28-nm-Teil, das der erste angekündigte Prozessor war, der den Cortex-A15 verwendete. Beim OMAP 5 laufen die A15 mit bis zu 1, 7 GHz und werden mit zwei Cortex-M4-Prozessoren mit geringem Stromverbrauch kombiniert. (Der Chip wurde entwickelt, bevor ARM big.LITTLE und A7 ankündigte, aber das Konzept scheint ähnlich zu sein.) Darüber hinaus verfügt er über Power VR SGX 544MP2-Grafik; und wird auf 28nm gefertigt. Das Produkt wurde angekündigt und soll in Kürze ausgeliefert werden. Das Unternehmen hat jedoch angekündigt, dass es seinen Fokus nicht mehr auf den Mobilfunkmarkt richten wird, sodass unklar ist, ob wir viele Produkte auf Basis dieses Chips sehen werden.

ST-Ericsson

ST-Ericsson hatte eine ungewöhnliche Herangehensweise an Anwendungsprozessoren, aber diese Vision ist derzeit sehr zweifelhaft. Die Mutterunternehmen STMicroelectronics und Ericsson gaben kürzlich bekannt, dass das Joint Venture geschlossen wird. Sie beendeten auch die Arbeit an der so genannten "ModApp" -Strategie, bei der Modems und Anwendungsprozessor auf einem einzigen Chip kombiniert wurden. (Ericsson wird wahrscheinlich weiterhin Modems herstellen, aber mit der Schließung des Joint Ventures plant keines der Unternehmen, die Arbeit an den ModApp-SoCs fortzusetzen.)

Dennoch lohnt es sich, den interessanten Ansatz zu diskutieren, den das Unternehmen auf dem Mobile World Congress mit seinem NovaThor L8580 gezeigt hat, der einen Nova-Anwendungsprozessor mit der Thor-Modem-Plattform des Unternehmens kombinieren soll. Dies würde ein ungewöhnliches Herstellungsverfahren verwenden, das von STMicroelectronics als FD-SOI (vollständig erschöpfter Silizium-auf-Isolator) entwickelt wurde. Dies sollte es den Chipherstellern ermöglichen, höhere Frequenzen und geringere Leckströme als bei herkömmlichen Transistoren mit teilweise verarmten Kanälen auf Standard-Silizium-Bulk-Wafern zu erzielen, obwohl dies mit höheren Herstellungskosten verbunden ist Anwendungsprozessoren. Während ST-Ericsson das L8580 manchmal als "eQuad" -Quad-Core-Chip bezeichnete, bestand es tatsächlich aus zwei physischen Cortex-A9-CPU-Kernen, die jedoch in zwei sehr unterschiedlichen elektrischen Modi betrieben werden konnten. Ein Modus wäre eine sehr hohe Leistung mit Geschwindigkeiten von bis zu 3 GHz. während der andere ein Modus mit sehr niedriger Spannung und niedrigem Leckstrom wäre. Dieser Modus würde für "Active Standby" verwendet, wodurch der Prozessor nur sehr wenig Strom verbraucht, der Chip jedoch bei Bedarf in den Hochleistungsmodus wechseln könnte.

ST-Ericsson sagte, dass das Produkt eine bis zu fünf Stunden längere Akkulaufzeit bieten würde als Lösungen von Mitbewerbern und eine höhere Leistung, aber wir werden es wahrscheinlich nie erfahren, da an dem Chip gearbeitet wurde - der auf einem 28-nm-Prozess basieren sollte und fällig war Gegen Ende des Jahres - wurde nun eingestellt.

Fazit

Das meiste Material wurde bei Treffen auf dem Mobile World Congress in Barcelona und in anschließenden Gesprächen mit den Anbietern gesammelt. Was mich am meisten beeindruckt, ist, wie weit diese Prozessoren im letzten Jahr gekommen sind, als wir gerade die ersten Quad-Core- und LTE-Chips gesehen haben. Mittlerweile steht nahezu jedem eine Quad-Core-Plattform zur Verfügung, und wir stehen kurz davor, Acht-Core-Chips von einer Reihe von Anbietern zu sehen. Ich bin mir nicht sicher, ob die meisten Leute all diese Rechenleistung brauchen, aber es scheinen immer Anwendungen zu kommen, die sie nutzen.

Das Tempo des Wandels in diesem Markt war phänomenal und es ist unwahrscheinlich, dass die Geschwindigkeit neuer Dinge anhält. Ich erwarte keine 16-Core-Prozessoren in zwei Jahren. Dies hat jedoch mit Sicherheit zu einer Fülle neuer Möglichkeiten für Telefondesigner und letztendlich für uns als Verbraucher geführt.