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Das mit 11,5 Millimetern recht dicke und 145 Gramm schwere Ascend D1 Quad XL ist mit dem von Huawei entwickelten Quad-Core-Chipsatz K3V2 ausgestattet, dessen vier Prozessoren eine Geschwindigkeit von 1,4 Gigahertz haben und der von einer 16-kernigen GPU und 1 Gigabyte RAM unterstützt wird. Das IPS+-Display des neuen Huawei-Smartphones mit kratzfester Oberfläche aus Gorilla Glass ist 4,5 Zoll groß und hat die scharfe Auflösung von 1.280 x 720 Pixel, was eine Pixeldichte von 330 PPI ergibt - das ist größer und ein bisschen schärfer als beim iPhone 5. Der Li-Polymer-Akku des Huawei Ascend D1 Quad XL bietet eine Ladungsmenge von 2.600 mAh und soll laut Hersteller für bis zu 15 Stunden Sprechzeit oder 500 Stunden Standby-Zeit sorgen.
Weitere Features des Huawei-Handys sind eine 8-Megapixel-Kamera mit zweifachem LED-Blitz, BSI-Sensor für bessere Ergebnisse bei Aufnahmen unter schlechten Lichtbedingungen und Videoaufnahme in 1.080p-Qualität, eine 1,3-Megapixel-Frontkamera für Videotelefonie und HD-Videoaufnahmen sowie die Soundtechnologie Dolby Mobile 3 und die Sprachtechnologie Audience Earsmart. Der interne Speicherplatz des Ascend D1 Quad XL ist auf 8 Gigabyte begrenzt, kann allerdings per microSD-Karte um bis zu 32 Gigabyte erweitert werden.
Für mobile Datenübertragungen unterstützt das Quadband-GSM-Gerät neben GPRS auch UMTS mit HSPA+ für Übertragungsraten von bis zu 21 Megabit pro Sekunde im Downstream, für den Internetzugang an Hotspots den Wlan-Standard n. Für das Medienstreaming im Heimnetzwerk beherrscht das Huawei Ascend D1 Quad XL sowohl DLNA als auch MHL, dazu ist es unter anderem mit einem Micro-USB-Anschluss mit MHL-/HDMI-Ausgang und USB-on-the-Go-Funktion ausgerüstet. Allerdings benötigen die Nutzer hierfür einen Adapter.