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Adreno 420 plus Cortex A57/A53

Nur wenige Monate, nachdem Apple als erster Entwickler mit dem 64-Bit-fähigen A7 die Konkurrenz überrascht hatte, kündigten die ersten Hersteller ihrerseits Systems-on-a-Chip mit der ARMv8-Architektur an. Um möglichst schnell eigene Produkte im Markt platzieren zu können, griffen Qualcomm, Samsung und Co. auf die von ARM lizenzierten Standardkerne Cortex A57 und Cortex A53 zurück statt eigene zu entwickeln.

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Der große Cortex A57 arbeitet wie sein A15-Vorgänger mit einer 18-stufigen Pipeline, und das Out-of-Order-Design verarbeitet weiterhin die gleiche Anzahl an Instruktionen, puffert aber mehr Einträge. Wesentliche Unterschiede sind die doppelt so breite 128-Bit-Gleitkomma-Einheit, der von 32 auf 48 KByte vergrößerte L1-Instruction-Cache, mehr Kapazität für den Branch Target Buffer, überarbeitete Lade-/Speichereinheiten und aufgrund der ARMv8 zusätzliche Register sowie eine verbesserte Kryptographie-Beschleunigung (AES und SHA).

Snapdragon 810 (MSM8994)Snapdragon 805 (APQ8084)Snapdragon 801 (8974-AC)Apple A8Apple A7Exynos 5433
CPU-ArchitekturARMv8 (A57 + A53)ARMv7 ("Krait 450")ARMv7 ("Krait 400")ARMv8 ("Cyclone Plus")ARMv8 ("Cyclone")ARMv8 (A57 + A53)
Anzahl CPU-Kerne4+4 (64 Bit)4 (32 Bit)4 (32 Bit)2 (64 Bit)2 (64 Bit)4+4 (64 Bit)
CPU-Takt unter LastBis zu 1,96 / 1,56 GHzBis zu 2,65 GHzBis zu 2,45 GHzBis zu 1,4 GHzBis zu 1,3 GHzBis zu 1,9 / 1,3 GHz
L1I + L1D Caches48 +32 KByte / ? + ? KByte16 + 16 KByte 16 + 16 KByte 64 + 64 KByte64 + 64 KByte48 +32 KByte / ? + ? KByte
L2 + L3 Caches2.048 + 512 KByte, kein L32.048 KByte, kein L32.048 KByte, kein L31.024 + 4.096 KByte1.024 + 4.096 KByte2.048 + 512 KByte, kein L3
Speicherinterface + Typ2 x 32 Bit, LPDDR4-16002 x 64 Bit, LPDDR3-9332 x 32 Bit, LPDDR3-9332 x 32 Bit, LPDDR3-8002 x 32 Bit, LPDDR3-8002 x 32 Bit, LPDDR3-825
Datentransfer-Rate25,6 GByte/s29,8 GByte/s14,9 GByte/s12,8 GByte/s12,8 GByte/s13,2 GByte/s
GrafikeinheitQualcomm Adreno 430 (bis zu 600 MHz)Qualcomm Adreno 420 (bis zu 600 MHz)Qualcomm Adreno 330 (bis zu 578 MHz)PowerVR GX6450 USC x 4PowerVR G6430 USC x 4Mali-T760-MP6 (bis zu 700 MHz)
SchnittstellenD3D 11.2 (Tier1), OpenGL ES 3.1 + AEP, OpenCL 1.2D3D 11.2 (Tier1), OpenGL ES 3.1 + AEP, OpenCL 1.2D3D 11.1, OpenGL ES 3.1 + AEP, OCL 1.1Metal, Direct3D 10, OpenGL ES 3.0, OpenCL 1.xMetal, Direct3D 10, OpenGL ES 3.0, OpenCL 1.xD3D 11.2 (Tier1), OpenGL ES 3.1 + AEP, OpenCL 1.1
FertigungTSMC 20nmTSMC 28nmTSMC 28nmTSMC 20nmSamsung 28nmSamsung 20nm
Smartphone-SoCs im Überblick

Als Ergänzung zu den vier Cortex A57 verbaut Qualcomm vier sparsamere Cortex A53. Diese In-Order-Kerne unterscheiden sich von den bisherigen Cortex A7 unter anderem durch eine bessere Sprungvorhersage und feinere Takt- und Spannungsstufen. Die beiden Kern-Cluster sind per Heterogeneous Multi Processing (HMP) zusammengeschaltet, ARM nennt diese big.LITTLE-Variante Global Task Scheduling. Je nach App spricht das Betriebssystem beispielsweise nur einen A53-Kern, drei aus dem A57-Viererpack oder alle Cortex-Einheiten zugleich an. Einen gemeinsamen L3-Cache wie bei Apple gibt es nicht.

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Hinsichtlich der Geschwindigkeit überzeugt das big.LITTLE-Gespann: Im Singlethread-Test des Geekbench 3 ist der Snapdragon 810 ähnlich flott wie Samungs Exynos mit nahezu identischer big.LITTLE-Konfiguration und nicht sehr viel langsamer als Apples A8; dieser bietet wie gehabt die höchste Leistung auf einem Kern im Smartphone-Segment. Sind alle Recheneinheiten gefragt wie im Multithread-Test des Geekbench 3, spielt der Snapdragon 810 seine insgesamt acht Kerne aus und schlägt sogar Apples A8X, den aktuell besten Tablet-Chip.

Wichtiges Detail: Die höhere Geschwindigkeit verglichen mit dem Snapdragon 805 im Geekbench 3 verdankt der Snapdragon 810 zu weiten Teilen den AES- und SHA-Werten. Einzige Auffälligkeit bei unseren Messungen: Der Physics-Wert des 3DMark Ice Storm Unlimited ist arg niedrig (vermutlich aufgrund des für sequenzielle Zugriffe optimierten IMCs) und der PC Mark verweigerte den Start; wir stehen mit Futuremark in Kontakt.

Zur neuen Adreno 430 wollte Qualcomm auch in San Diego nicht viel verraten. Wir konnten als maximalen Takt 600 MHz verifizieren und vermuten zudem, dass auch die Adreno 430 auf einem VLIW5-Design basiert. Die Grafikeinheit steuert per Embedded Displayport bis zu 3.840 x 2.160 Pixel bei 60 Hz an. Zu den unterstützten Schnittstellen zählen OpenGL ES 3.1 samt Android Extension Pack für Hardware-Tessellation, OpenCL 1.2 und Direct3D 11.2 mit Feature Level 11_1.

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Qualcomm spricht von einer 30 bis 100 Prozent höheren Grafik- sowie GPGPU-Leistung verglichen mit der Adreno 420 im Snapdragon 805. Unsere Messungen zeigen je nach Benchmark einen Geschwindigkeitszuwachs von 4 bis 64 Prozent, im Mittel liegt das Plus bei 28 Prozent. Das bestätigt die Herstellerangaben. Die Adreno 430 ist durchschnittlich etwas schneller als die Mali-T760 im Exynos 5433 und klar flotter als die PowerVR-Grafikeinheit in Apples A8.

Fazit

Qualcomms Snapdragon 810 ist der bisher schnellste Smartphone-Chip, den wir vermessen konnten. Sowohl die Kombination aus den A57- und den A53-Clustern als auch die Adreno-Grafikeinheit liefern eine hohe Geschwindigkeit, der Abstand zu Samsungs Exynos 5433 im Galaxy Note 4 ist aber vernachlässigbar.

Am besten gefallen uns die Multimedia-Optionen von 802.11-ac-WLAN samt MU-MIMO über LTE Cat9 und Wireless Display bis hin zur Ultra-HD-Videobearbeitung mit dem H.265-Codec.

Allerdings muss sich der Snapdragon 810 erst in einem finalen Smartphone beweisen, da die Mobile Development Platform kaum Rückschlüsse auf die Wärme-Entwicklung unter Last oder die Akkulaufzeit zulässt.

 MU-MIMO, WiGig, H.265, Kamera
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HiddenX 19. Feb 2015

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diral 16. Feb 2015

Wo würde im Vergleich der MT6795 stehen ?

d0p3fish 16. Feb 2015

Also ich hab gestern mein M8 wieder gegen ein leicht verkratztes 5s getauscht. Anstatt...

llimaa 14. Feb 2015

Ja der Artikel ist umfangreich und gut reserchiert. Allerdings ist es heut zu tage kein...

Anonymer Nutzer 14. Feb 2015

Also fndest du es jetzt gut das der einzige Hersteller der dabei regelmäßig Querschlägt...


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