Qualcomm und TI kontern Nvidia Tegra

Konkurrenz belebt nicht nur das Geschäft, sondern fördert auch den Informationsfluss: Früher ließen sich die Hersteller von Systems-on-Chip (SoCs) für Smartphones nur ungern in die Karten schauen und verrieten bloß grobe Details ihrer Produkte. Nicht ohne Grund, denn in vielen Endgeräten stecken mehr oder weniger stark veränderte Versionen des vom eigentlichen SoC-Hersteller öffentlich angepriesenen Bauteils. Wie bei anderen Embedded Systems ist es üblich, dass sich die Gerätehersteller je nach Zielmarkt und Gerätetyp kundenspezifische Varianten bestimmter SoCs nach Maß schneidern lassen. Doch seit sich Nvidia in Bezug auf Tegra 2 und dessen vier- beziehungsweise fünfkernigen Nachfolger Kal-El sehr redselig zeigt, ziehen auch Qualcomm und Texas Instruments (TI) nach.

Speziell bei Qualcomm ist es bisher schwierig, auf der Webseite genauere Spezifikationen der millionenfach in Smartphones verbauten Snapdragon-Chips zu finden. Für den 2012 in Endgeräten erwarteten Snapdragon S4 mit 28-Nanometer-Strukturen hat Qualcomm nun ein Whitepaper veröffentlicht (PDF-Datei), das viele Punkte präzisiert. Demnach erscheint als erste S4-Inkarnation der MSM8960 mit zwei Rechenkerne der "Krait"-Generation mit ARMv7-Befehlssatz: Sie sind also zum Cortex-A9 kompatibel, laut Qualcomm aber pro Taktzyklus leistungsfähiger. Der Hersteller vermeidet absolute Angaben, will aber das Rechenleistungspotenzial bei Krait um 60 Prozent im Vergleich zum Vorgänger Scorpion gesteigert haben. Dieser wiederum soll 60 Prozent mehr DMIPS pro Megahertz liefern als ein Standard-ARM11-(ARMv6-)Kern, für den ARM selbst 1,25 DMIPS/MHz nennt. Demnach wären es dann bei Scorpion 2 DMIPS/MHz und bei Krait 3,2 DMIPS/MHz.

Qualcomm betont auch, dass der interne Bus des Snapdragon S4 128 Signalpfade besitzt, zudem steht ein "zweikanaliger" Speicher-Controller bereit. Was das genau bedeutet, bleibt aber unklar; vermutlich handelt es sich um zwei je 32 Bit breite Speicherkanäle. Die SIMD-Einheiten der Krait-Cores sollen 128-Bit-Werte verarbeiten, wobei aber wiederum nicht klar ist, ob sie das jeweils in einem einzigen Taktzyklus schaffen. Zudem können sie mit doppelt genauen (Double-Precision-/DP-)Gleitkommazahlen umgehen.

Das "variable SMP" (vSMP, PDF-Datei) getaufte Konzept von Nvidia mit dem fünften Stromsparkern des Quad-Cores Kal-El kontert Qualcomm beim S4 mit "asynchronous SMP" (aSMP): Jeder der beiden Krait-Cores kann mit einer anderen Taktfrequenz laufen, muss also unterschiedliche Teilerstufen in Bezug auf die Frequenz des L2-Cache kennen. Das MSM8960 soll 1,5 bis 2,5 GHz erreichen können, aber dabei sparsamer und effizienter arbeiten als aktuelle Snapdragons.

Qualcomm geht auch auf die S4-GPU namens Adreno 225 ein, welche die doppelte Performance des Adreno 220 und damit die sechsfache Leistungsfähigkeit eines Adreno 200 liefern soll – auch hier fehlen absolute Angaben. Der Adreno 225 soll jedenfalls außer OpenGL ES 2.0 auch "DirectX 9.3" unterstützen, denn schließlich ist er auch für Windows-8-Mobilrechner gedacht.

Von anderen ARM-SoC-Herstellern kann sich Qualcomm vor allem mit der Integration von Controllern beziehungsweise Modems für zahlreiche Funkschnittstellen rühmen: Im Snapdragon S4 stecken außer einem LTE-tauglichen Modem auch WLAN- und Bluetooth-Transceiver sowie GPS- und UKW-Radio-Empfänger.

Schlichter ist im Vergleich dazu die OMAP5-Generation von TI bestückt: Hier muss noch ein zusätzlicher Kommunikationschip angeschlossen werden, wozu TI das WiLink-Interface vorsieht. TI beschreibt aber in einem Whitepaper (PDF-Datei) die Vorzüge der beiden Cortex-A15-(Eagle-)Kerne in OMAP5430 oder OMAP5432: Sie erreichen bis zu 2 GHz und sollen pro Taktzyklus die doppelte bis dreifache Performance eines Cortex-A9 liefern können. Schon vor Nvidia hatte TI beim OMAP5 die Kombination schwächerer, aber auch sparsamerer Cortex-M4-Kerne mit den kräftigeren A15-Rechenwerken verkündet. Im Zusammenspiel mit einem integrierten Hypervisor soll ein OMAP5 auch mehr als 4 GByte RAM anbinden können; die A15-Kerne sind aber weiterhin 32-bittig. Der OMAP5430 soll USB 3.0 unterstützen.

Der PowerVR SGX544MPx im OMAP5 dürfte von der Performance her in der Liga der iPad-2-Grafik PowerVR SGX543MP2 spielen, unterstützt aber – wiederum im Hinblick auf Windows 8 – bei TI auch DirectX. Wie schon beim Vorgänger OMAP4470 mit zwei Cortex-A9 und PowerVR SGX544 verrät TI allerdings nicht genau die DirectX-Version; laut Imagination Technologies, dem Entwickler der PowerVR-Kerne, soll DirectX 10.1 möglich sein. Allerdings kämpft Intel, wo der PowerVR SGX545 als GMA 3600/3650 im Atom N2800/D2700 (Cedarview) zum Einsatz kommt, noch mit Windows-Treiberproblemen.

Kürzlich hatte Samsung mit dem Exynos 4212 ebenfalls ein Dual-Core-ARM-SoC der nächsten Generation angekündigt; es soll aber nicht mit 28-Nanometer-, sondern 32-nm-Technik produziert werden. Die beiden Cortex-A9-Kerne erreichen bis zu 1,5 GHz. Als GPU kommt ein ARM Mali-400(MP) zum Einsatz, bei dem bisher keine Rede von DirectX-Treibern ist; die will ARM erst für den Mali-T604 liefern. (ciw)