AR-Brille: Microsoft spricht über die Hardware der Hololens

Vier wesentliche Komponenten der AR-Brille Hololens hat Microsoft selbst entwickelt: den Akku, das Display, die Tiefenkamera und die Holographic Processing Unit. Die Gründe sind einleuchtend.

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Explosivdarstellung der Hololens
Explosivdarstellung der Hololens (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Microsoft hat auf der Hot Chips 28 im kalifornischen Cupertino Details zur Hardware der AR-Brille Hololens besprochen. Eine ähnliche Präsentation hatte Redmond zwar schon Ende Mai 2016 gehalten, dieses Mal ging der Hersteller jedoch bei der sogenannten Holographic Processing Unit deutlich weiter ins Detail und erläuterte Aufbau und Funktionen.

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In der Hololens arbeiten zwei Chips: Der eine ist ein Atom aus der Cherry-Trail-Familie. Diesen 32-Bit-Intel-Prozessor kombiniert Microsoft mit 1 GByte Arbeitsspeicher in einem Package (PoP), hinzu kommen 64 GByte Flash-Speicher für Windows und Applikationen. Der Atom ist für die Videobeschleunigung und die Berechnung der Projektionen vorgesehen. Er wird im 14FF-Verfahren produziert und benötigt laut Intel 2 Watt.

Den anderen Chip bezeichnet Microsoft als Holographic Processing Unit. Die HPU hat Redmond selbst entwickelt, nachdem eine Partitionierung der Leistung des Atoms und auf dem Markt verfügbare Lösungen nicht das gewünschte Resultat erzielt hätten. Die HPU wird bei der TSMC in einem 28-nm-Verfahren gefertigt und basiert auf 24 DSPs von Tensilica. Zusammen mit 8 MByte SRAM in Form von Caches kommt der Chip auf 65 Millionen Gates. Auch er ist als PoP mit 1 GByte Arbeitsspeicher kombiniert.

Redmond verwendet die HPU als Sensor-Hub, der über PCIe seine Daten mit dem Atom austauscht. Beispielsweise ist die von Microsoft ebenfalls selbst entwickelte Tiefenkamera an ihn angeschlossen. Sie arbeitet per Laufzeitverfahren (Time of Flight), womit die Gestensteuerung der Hololens möglich wird. Hinzu kommen vier Kameras, welche die Umgebung erfassen, und die inertiale Messeinheit mit unter anderem Beschleunigungssensoren. Die sind wichtig, da die Projektionen ansonsten schwimmen statt an einer Stelle zu sehen sind.

  • Die Hardware-Blöcke der Hololens (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Auf der Platine sitzen der Atom und die HPU. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Mehrere Kameras erfassen die Augen und die Umgebung. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Die beiden transparenten Displays zeigen die Projektionen an. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Blockdiagramm der Hololens-Hardware (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Die HPU nutzt 24 Tensilica-DSPs. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Explosivdarstellung der Hololens (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
Blockdiagramm der Hololens-Hardware (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
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Die Holographic Processing Unit sei sparsamer als der Atom - und noch wichtiger: Dank Kinect habe Microsoft schon viel Erfahrung mit den notwendigen Algorithmen sammeln können. Verglichen mit reiner Software-Berechnung sei die HPU um bis zu Faktor 200 flotter. Das Gespann aus Cherry-Trail-Atom und Holographic Processing Unit schickt das finale Bild an das doppelte Display. Auch dabei betont Microsoft die Eigenentwicklung und spricht von der größten Eyebox am Markt, was simpel ausgedrückt die Kombination aus horizontaler und vertikaler Pupillendistanz beschreibt.

Eine Beschichtung, genauer drei Beugungsgitter, auf den beiden transparenten Bildschirmen und zwei Miniprojektoren sorgen zusammen mit Eye Tracking per Infrarotkamera für die korrekte Darstellung. Erwähnenswert sind noch der selbstgebaute Akku und die komplett passive, sprich lautlose Kühlung - was unter anderem das Gewicht von fast 600 Gramm der Brille erklärt.

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ms (Golem.de) 29. Aug 2016

Die deutsche Sprache weist erfreulicherweise feine Nuancen auf ;-)



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