ARM-Architektur: Die Mutter aller Prozessoren
Trotz der Vielfalt der eingesetzten Prozessoren bauen alle aktuellen Smartphones hinsichtlich ihrer CPUs auf einer gemeinsamen Kernarchitektur auf und verwenden alle die gleichen Prozessor-Befehlssätze: Das britische Unternehmen ARM entwickelt das Design der Mikroprozessoren und vergibt anschließend die Lizenzen zur Fertigung, beispielsweise an Samsung, Huawei, Qualcomm oder auch Apple.
ARM ist es über die letzten Jahre gelungen, ein kompaktes Design zu entwickeln, das durch eine niedrige Leistungsaufnahme bei hoher Leistung überzeugt. Dadurch können Smartphones immer leistungsstärker werden, während die Größe des Akkus schrumpft und die Laufzeit trotz allem in etwa gleich bleibt.
Die achte Version von ARM – kurz ARMv8 – ist seit 2011 im Einsatz. Diese brachte als wichtigste Neuerung den Wechsel von 32 Bit auf 64 Bit. Damit ist es möglich, doppelt so viele Bit in der gleichen Zeit zu verarbeiten. Zu jeder Architektur gibt es bei ARM noch verschiedene Designs für unterschiedliche Einsatzszenarien. Beispielsweise kommt Cortex A vor allem in Smartphones und Tablets zum Einsatz. ARM beschreibt dieses Design auf seiner Website als „höchste Performance bei optimaler Leistung“.
AnTuTu: Leistungsmessung mittels Benchmark
Für die Messung der Geschwindigkeit eines Smartphones wird gerne der AnTuTu-Benchmark herangezogen. Die Software wurde in China entwickelt und steht für Android und iOS zur Verfügung. Der Benchmark beinhaltet eine Reihe von Tests, mit denen die Leistung der CPU, der GPU, des Speichers und des Betriebssystems getestet wird. Dies reicht von der Darstellung von 3D-Szenen über den lesenden und schreibenden Zugriff auf den Speicher bis hin zu Testalgorithmen, welche die Leistungsfähigkeit des Prozessors beleuchten. AnTuTu gibt Ihnen für jeden Teilbereich eine Punktzahl und am Ende ein Gesamtergebnis aus. Dieses können Sie mit den anderen Anwendern des Benchmarks teilen und dadurch zu einer aussagekräftigen Benchmark-Datenbank beitragen. Sie sehen in dieser aber nicht nur die Werte anderer baugleicher Smartphones, sondern haben eine solide Grundlage, um Ihr Smartphone auch gegen andere Geräte zu vergleichen.
Aus den bereitgestellten Messwerten generiert der Benchmark-Anbieter eine monatliche Statistik und präsentiert die schnellsten Android-Smartphones und ein Ranking der verschiedenen iPhone-Modelle. Leider sind die beiden Testreihen untereinander nicht kompatibel. Aus diesem Grund sind die Testwerte, die mit einem iPhone erzielt werden, auch nicht mit den Ergebnissen aus den Android-Erhebungen vergleichbar.
Vergleich: Die Prozessoren der Top-Smartphones
Soviel erst einmal zu den theoretischen Grundlagen der Smartphone-CPUs. Auf den nächsten beiden Seiten werfen wir einen Blick auf die aktuelle Smartphone-Landschaft und schauen uns die dort eingesetzten Prozessoren ein wenig genauer an. Als Referenz-Smartphones haben wir uns das iPhone 11 Pro, das Samsung Galaxy S10, das Huawei P30 Pro und das Oneplus 7T Pro ausgewählt. In der folgenden Tabelle haben wir die wichtigsten Daten des jeweiligen SoC gegenübergestellt.
Wie Sie der Übersicht entnehmen können, ist bei den Top-Smartphones ein Octacore-Prozessor unter Android inzwischen Standard. Der Chipsatz unterscheidet sich bei den drei Herstellern jedoch grundsätzlich: Samsung verbaut die selbst entwickelte Plattform Exynos 9820, bei Huawei kommt der Hisilicon Kirin 980 ebenfalls aus dem eigenen Haus. Oneplus hingegen verwendet einen zugekauften Chipsatz von Qualcomm, erzielt damit aber den mit Abstand besten Wert im AnTuTu-v8-Benchmark.
Bei allem untersuchten Smartphones kommt eine Kombination aus unterschiedlichen Kernen zum Einsatz. Die Kerne mit der höheren Taktung wie der Cortex A76 oder der Kryo 485 mit 2,96 GHz sind für die schweren und rechenintensiven Aufgaben vorgesehen. Die Cortex-A55-Kerne oder der Kryo 485 mit 1,78 GHz sind energieeffizienter und werden für leichtere Operationen eingesetzt.
Außen vor ist das iPhone 11 Pro mit seinem A13-Bionic-Chipsatz. Der Benchmark lässt sich nicht mit den Android-Geräten vergleichen. Nimmt man allerdings nur die Apple-Geräte als Vergleichsbasis, liegt es mit dem aktuellen Antutu-Benchmark für iOS vom Oktober 2019 auf dem vierten Platz hinter den beiden iPad-Pro-3-Modellen und dem iPhone 11 Pro Max. Alle Prozessoren der Topgeräte haben darüber hinaus noch ein weiteres Detail gemeinsam: Sie besitzen alle einen KI-Prozessor, der bei der Erkennung von Bildern, Texten oder auch dem Gesicht des Anwenders die anderen Prozessoren unterstützen soll.