Nicht alle Designs sind erfolgreich

Mittelfristig will Apple nämlich auch noch Qualcomm als Modem-Zulieferer loswerden, die Arbeiten an einem selbst entwickelten 5G-Baseband laufen längst. Ein Teil der Expertise stammt von Intel, denn deren 5G-Abteilung hat Apple vor zwei Jahren übernommen.

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Qualcomms Alleinstellungsmerkmal wiederum ist die Adreno-Grafikeinheit in den Snapdragon-SoCs, wohingegen Anbieter wie Mediatek oder Samsung auf die Mali-Derivate von ARM zugreifen müssen. Adreno ist ein Anagramm von Radeon, denn die Basis für die GPUs bildet die für schlappe 65 Millionen US-Dollar von AMD abgekaufte Handheld-Sparte. Einst hob sich Qualcomm auch durch eigene CPU-Kerne namens Scorpion und Krait von der Konkurrenz ab, deren Taipan-Nachfolger wurde aber aufgrund von Apples 64-Bit-Cyclone-Ansatz im A7-Chip eingestampft.

Dazu eine kleine Anekdote: Samsungs erste eigene CPU-Kerne für die Exynos-Smartphone-SoCs, die M-Cores, hießen Mongoose und Meerkat. Beide gehören zu den Mangusten, diese Raubtiere jagen Skorpione und Giftnattern wie Kraits. Spätere Kerne wurden als Cheetah (Gepard) und Lion (Löwe) bezeichnet, was als Anspielung auf AMDs Cat-Cores verstanden werden kann, da sich das Team teilweise aus ehemaligen AMD-Leuten zusammensetzte, die einst derartige Kerne (Bobcat, Jaguar, Puma) etwa für die Playstation 4 und die Xbox One entwickelten.

Samsung gescheitert, Google versucht sich

Während Qualcomm sich mit den Scorpion/Krait-Kernen im Vergleich zu ARMs Cortex-Standard-Designs durch eine höhere Leistung und bessere Effizienz absetzen konnte, überzeugten Samsungs M-Cores gerade bei der Flächen-Effizienz und bei der Performance/Watt selten. Obgleich die Entwicklung der M1- bis M5-Kerne über die Jahre viele Milliarden US-Dollar gekostet hat, wurde das SARC-Team (Samsung Austin R&D Center) geschlossen und es wurde auf Cortex-Kerne umgestellt.

  • Die M-Serie bringt ARM64 statt x86-64 für Macbooks. (Bild: Apple)
  • Samsungs M1 war noch effizient, der M2 und der M3 nicht mehr. (Bild: Samsung)
  • Das Tensor-SoC ist ein Exynos mit zusätzlicher TPU für Inferencing. (Bild: Google)
  • Nuvia entwickelte mit dem Phoenix ursprünglich einen Server-CPU-Kern. (Bild: Nuvia)
  • Qualcomms Centriq mit Falkor-Core erwies sich als Flop. (Bild: Qualcomm)
  • Der 64-kernige Graviton2 überzeugt vor allem beim Preis pro Stunde. (Bild: AWS)
  • Instanzen damit schlugen zum Start ihre Intel-Pendants. (Bild: AWS)
  • Der Graviton3 hat auch 64C, ist aber dennoch signifikant schneller. (Bild: AWS)
  • Integer legt 25% zu, Float gar 60%.  (Bild: AWS)
  • Nvidia baut mit Grace eine Supercomputer-CPU mit NV Link 4.0 für Beschleuniger.  (Bild: Nvidia)
  • Der D1-Chip ist für Training ausgelegt, ... (Bild: Tesla)
  • ... wobei 25 davon eine Training Tile bilden, ... (Bild: Tesla)
  • ... welche wiederum den Dojo-Supercomputer für BF16 ergeben. (Bild: Tesla)
  • Der Rhea ist der Supercomputer-Chip der EU. (Bild: SiPearl)
  • China hat für den Sunway Ocean Light eigene Prozessoren entwickelt. (Bild: NRCPC)
  • Die SW26010 Pro liefern eine sehr hohe Performance. (Bild: NRCPC)
Samsungs M1 war noch effizient, der M2 und der M3 nicht mehr. (Bild: Samsung)
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In Zukunft liegt der Fokus ähnlich wie bei Qualcomm auf der Grafikeinheit, auch hier spielt AMD eine wichtige Rolle: Samsung hat die RDNA2-Technik lizenziert, der Exynos 2200 für das Galaxy S22 soll Anfang 2022 sogar Raytracing unterstützen. In eine andere Richtung geht das Tensor-SoC des Pixel 6 (Pro): Google hat quasi einen Exynos-Chip als Basis genommen und um eine TPU (Tensor Processing Unit) erweitert, die das Anwenden von zuvor trainierten neuronalen Netzen - ergo Inferencing - beschleunigt. So kann das SoC etwa Computational Photography oder Echtzeituntertitel schnell und effizient berechnen, was die Pixel-Geräte attraktiver macht.

Kurzer Einschub: Vor einigen Jahren verließ mit Gerard Williams III der damalige Chief Architect von Apple das Unternehmen und gründete Nuvia, ein auf ARM-Kerne spezialisiertes Start-up. Williams III zeichnete von 2010 bis 2019 für alle CPU-Entwicklungen verantwortlich, er entwarf die Kern-Designs vom A7 (Cyclone) bis zum M1 (Firestorm). Der erste Nuvia-Core hieß Phoenix und war für Server-Prozessoren gedacht, doch zum praktischen Einsatz kam es nie.

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Von Apple zu Nuvia zu Qualcomm

Stattdessen griff Qualcomm für 1,4 Milliarden US-Dollar zu, um wieder eigene CPU-Designs zu entwickeln. Der letzte Versuch war zynischerweise der Falkor-Kern für die böse gefloppten Centriq 2400 genannten Server-Prozessoren, laut CEO Cristiano Amon soll es trotz der Übernahme aber keine weiteren Anläufe für dieses Segment mehr geben. Stattdessen arbeitet das Nuvia-Team daran, die eigene Technik für die Snapdragon-SoC anzupassen, die später in Smartphones und Windows-11-on-ARM-Laptops stecken sollen.

Tatsächlich war Qualcomm seiner Zeit einfach voraus, denn wenngleich die Centriq-CPUs ein Reinfall waren, so gilt das nicht für alle ARM-basierten Server-Prozessoren. Im Gegenteil: Keine andere Gattung an Homegrown-Chips ist derzeit erfolgreicher, was selbst den x86-Giganten Intel veranlasst hat, sich diesem Trend mit entsprechender Werbung entgegen zu stellen und dabei einem eigenen Kunden auf die Füße zu treten.

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 Homegrown-Chips: Warum eigene Prozessoren so gefragt sindMit ARM ab in die Unabhängigkeit 
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ms (Golem.de) 07. Jan 2022 / Themenstart

Du meinst 42W für das komplette System an der Steckdose oder 42W Package Power des M1...

ms (Golem.de) 17. Dez 2021 / Themenstart

Genau, bei Kosten/Stunde ist Graviton3 auch dann oft noch spannend, selbst wenn man erst...

ms (Golem.de) 17. Dez 2021 / Themenstart

Ja, die Kapazität ist gelinde ausgedruckt schei0e.

GwhE 16. Dez 2021 / Themenstart

Dann bleibt noch die frage nach moores law. Stimmt es wenn ich heute 2 Kartoffeln aufs...

fabiwanne 16. Dez 2021 / Themenstart

Anwendersoftware nutzt längst so viele unterschiedliche Funktionen und die Andwenderbase...

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