Qualcomm: Das kann der Snapdragon 855

7-nm-Technik, ein Frankenstein-CPU-Kern, erstmals dedizierte AI-Hardware und ein 5G-Modem: Mit dem Snapdragon 855 hat Qualcomm den Chip vorgestellt, der 2019 in Top-Smartphones stecken wird.

Ein Bericht von Marc Sauter veröffentlicht am 6. Dezember 2018, 10:00 Uhr

Snapdragon 855 (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Wenn es darum geht, 4K-Videos mit HDR10+ zu demonstrieren, dann ist Maui definitiv geeignet: Erneut hat Qualcomm den alljährlichen Tech Summit auf der Hawaii-Insel abgehalten und dort den Snapdragon 855 vorgestellt. Das System-on-a-Chip folgt auf den bisherigen Snapdragon 845 und soll diesen in nahezu jeglichen Metriken schlagen. Wer 2019 ein Top-Smartphone kauft, das nicht von Apple oder Huawei stammt, erhält ein SoC, welches viele interessante Neuerungen ermöglicht. Ein Überblick.

Rein vom Package her geben sich der SD855 und der SD845 wenig, beide sind gut einen Quadratzentimeter groß, aber nicht Pin-kompatibel. Für den neuen Chip hat sich Qualcomm vom langjährigen Fertigungspartner Samsung abgewandt, stattdessen wird der Snapdragon 855 bei der TSMC, der weltweit größten Foundry, hergestellt. Der 7-nm-Prozess nutzt noch keine extrem ultraviolette Strahlung, sondern Immersionslithographie. Ein Vergleich zu Samsungs 10LPP zeigt, dass mit TSMCs N7 ein kleinerer Chip möglich ist, höhere Frequenzen hingegen kaum.

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Qualcomms Snapdragon 855 (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Wie üblich setzt sich das SoC aus unterschiedlichen Funktionsblöcken zusammen, ein wichtiger jedoch ist extern: Der Snapdragon 855 unterstützt neben 4G- auch 5G-Mobilfunk, wenn er mit dem Snapdragon X50 genannten Modem per zwei PCIe-Lanes kombiniert wird. Das in 10 nm von Samsung produzierte Baseband benötigt den Prozessor, alleine ist es nicht lauffähig. Die Herausforderung für Hersteller wie Samsung liegt darin, den Chip und die passenden Antennen- und RF-Module zu verbauen. Per 5G-NR (New Radio) sollen bis zu 5 GBit/s möglich sein, das reguläre Snapdragon-X24-Modem mit bis zu sieben aggregierten Carriern im Snapdragon 855 hingegen liefert 2 GBit/s im Downstream. Überdies ist 802.11ax alias Wifi6 integriert, für 802.11ay mit 60 GHz braucht es weiter einen eigenen Chip.

	Snapdragon 845	Snapdragon 855
Fertigungsprozess	Samsung 10LPP	TSMC N7
Kern-Konfiguration	4+4	1+3+4
CPU-µArchitektur	A75+A55 (modifiziert)	A76+A55 (modifiziert)
Grafikeinheit	Adreno 630	Adreno 640
L3/System-Cache	2 MByte + 3 MByte	2 MByte + 3 MByte
Interface	4x 16 Bit	4x 16 Bit
Arbeitsspeicher	LPDDR4X-1866	LPDDR4X-2133
LTE/5G-Modem	Snapdragon X20	Snapdragon X24 + X50

Technische Daten des SD845 und SD855

Die acht CPU-Kerne bezeichnet Qualcomm als Kryo 485, insgesamt seien sie 45 Prozent schneller als der Octacore-Prozessor des Snapdragon 845. Die US-Amerikaner verwenden modifizierte Cortex-A76, wobei laut Lizenzgeber ARM diese bereits 35 Prozent flotter sind als die angepassten Cortex-A75 im Snapdragon 845. Die restliche Leistungssteigerung erreicht Qualcomm durch unter anderem ein größeres Out-of-Order-Fenster, optimierte Datenpfade, mehr Takt, zusätzlichen Cache und eine höhere Speicherfrequenz von LPDDR4X-2133 mit 64 Bit. Neu ist der sogenannte Prime-Core.

Er befindet sich im Gold-Cluster, hat kurioserweise 512 KByte L2 und taktet mit bis zu 2,84 GHz - die drei anderen laufen maximal mit 2,42 GHz und haben nur 256 KByte. Obwohl er mehr Takt aufweist, befindet sich der Prime-Core nicht in einer eigenen Power-Domäne. Der Silver-Cluster hingegen umfasst vier überarbeitete Cortex-A55 mit bis zu 1,8 GHz und diese sind ebenfalls als Block abschaltbar. Die Konfiguration als 1+3+4 soll Vorteile beim Laden von Apps und Webseiten haben, wenngleich gerade der Prime-Core relativ viel Energie benötigt. Beide Cluster greifen auf 2 MByte L3-Cache und 3 MByte System-Cache zu; hier gibt es keine Änderungen zum Snapdragon 845.

Bei der Grafikeinheit, die Adreno 640, behält Qualcomm die grundlegende Architektur bei. Allerdings hat der Hersteller die Anzahl der Recheneinheiten (FP32/FP16-ALUs) um gleich 50 Prozent bei ähnlichem Maximaltakt - der wie üblich nicht benannt wird - erhöht, um somit die Leistung um 20 Prozent zu steigern. Angesichts von 7 nm und der ALU-Menge erscheint dieser Geschwindigkeitszuwachs gering, Qualcomm betonte aber, dass es ein Durchschnitt sei und je nach Anwendung oder Spiel anders ausfallen könne. Neu sind die Unterstützung für Vulkan v1.1, diese soll aber mittelfristig für die gesamte Adreno-600-Reihe erfolgen, und HDR/10-Bit-Gaming.