Mit dem Samsung Galaxy S3, dem HTC One X und dem LG Optimus 4X HD buhlen im deutschen Handel drei Smartphones mit Quad-Core-Prozessor um die Gunst der Nutzer. Aber bieten die Kraftprotze im Alltagseinsatz überhaupt einen Vorteil gegenüber den Geräten mit Single-Core- oder Dual-Core-Prozessoren? Areamobile erklärt, was ein Vierkern-Prozessor im Smartphone bringt und welches der drei Quad-Core-Smartphones das stärkste ist.
Ein Quad-Core-Chip verfügt über vier Prozessorkerne. Das verstehen auch noch weniger technisch interessierte Personen, schließlich gibt es das in Computern schon seit Jahren. Warum aber nun auch die kleinen Smartphones mit solchen Chipsätzen ausgerüstet werden, wissen viele nicht. Dabei ist die Antwort ganz einfach: Im Prinzip kann ein Gerät mit Mehrkern-Prozessor mehr Aufgaben gleichzeitig als ein Chip mit nur einer CPU (Central Processing Unit) ausführen und gewinnt dadurch selbst mit niedrigerer Taktrate im Vergleich zu einem Pendant mit weniger Kernen. Das ist natürlich nur eine sehr vereinfachte Erläuterung - es kommt unter anderem auch auf die Architektur des Chips und die Anpassung der Software an, doch grundsätzlich stimmt diese Aussage.
Nvidia Tegra 3 mit 4 Hauptkernen und 5. Companion-Core | (c) Hersteller
Beim heimischen Rechner erscheint der Schritt hin zu mehr Kernen logisch. Wenn mehr Kerne auch mehr Arbeitsgeschwindigkeit bedeuten, erscheint das als Mittel der Wahl, um immer anforderndere Programme auch zum Laufen zu bringen. Denn bei PCs zählt einzig und allein die Leistung. Bei einem unterwegs genutzten Smartphone ist dagegen die Anforderung an die Rechenzentrale durch Anwendungen deutlich niedriger und - mehr Kerne klingen auch nach mehr Stromverbrauch – die Akkulaufzeit ist eines der wesentlichen Merkmale. Doch genau hier wirken sich Mehrkern-Chips auch wieder positiv aus: Denn natürlich wollen Nutzer ein flüssig bedienbares Smartphone, durch die Zusatzkerne wird das im Optimalfall erreicht. Und durch niedrigere Spannung und niedrigere Taktung der einzelnen Kerne verbrauchen Mehrkerner im direkten Verbrauch sogar weniger Strom als Einkerner, solange sie nicht voll gefordert werden.
Geht die Entwicklung so weiter, werden wir in wenigen Jahren die ersten Smartphones mit Hexadeca-Core (16 Kerne) sehen? Die Antwort lautet ganz klar: jein. Ja, denn tatsächlich bestehen mobile Chips nicht nur aus Prozessor und Grafikbeschleuniger, sondern aus zahlreichen spezialisierten weiteren Chips, die etwa für die Videowiedergabe oder die Soundberechnung zuständig sind. Selbst eine GPU (Graphic Processing Unit) besteht aus zahlreichen Unterkernen. Hinzu kommen außerdem noch diverse Funk- und Speichermodule, die zusammen einen Chip-Satz oder SoC (System on a Chip) ergeben.
Und nein, denn eine simple Steigerung der Prozessorkerne würde nicht die gewünschte Wirkung erzielen – unter anderem deshalb, weil deren Verwaltung immer schwieriger würde. Das hat der PC-Markt bereits gezeigt, wo Hexa- und Octa-Core-Systeme immer noch weit weniger verbreitet sind als Quad-Core-PCs. Stattdessen ist die Entwicklung der einzelnen Kerne und der Grafikbeschleuniger viel wichtiger, die dann wiederum als Multi-Core-Lösung zum Einsatz kommen. Das kann man derzeit schön im Vergleich zwischen dem aktuell am meisten verbreiteten mobilen Quad-Core-Prozessor Nvidia Tegra 3 mit dem neuen Dual-Core-Chip Qualcomm MSM8960 sehen. Trotz der Überzahl von 2,5 Kernen (lest dazu unseren Hintergrundartikel zum Tegra 3 mit seinem zusätzlichen Companion-Core) erreicht der inzwischen seit über einem halben Jahr auf dem Markt verfügbare Nvidia-Chip nicht mehr das Leistungsniveau des brandneuen Dual-Core der vierten Generation von Qualcomm, dessen einzelne Kerne (und vor allem auch die GPU) jeweils stärker sind.
ARM Cortex A15 | (c) xbitlabs.com
Das zeigt, dass die bloße Anzahl an Prozessorkernen keine Aussagekraft über die Leistungsfähigkeit eines Chips hat. Andererseits haben die gerade erst veröffentlichten Benchmark-Ergebnisse eines Snapdragon-S4-Quad-Cores von Qualcomm verraten, dass die S4-Architektur, die mit zwei Kernen in etwa auf Augenhöhe mit dem Exynos 4412 im Samsung Galaxy S3 ist, mit vier Kernen fast doppelt so stark abschneidet. Der nächste große Leistungssprung wird mit dem Wechsel der Prozessor-Architektur erwartet. Derzeit nutzen fast alle SoC ausschließlich so genannte Cortex-A9-Kerne, demnächst werden allerdings die wesentlich stärkeren A15-Chips in ersten Geräten zum Einsatz kommen – zuerst vermutlich in Dual-Core- und später dann in Quad-Core-Lösungen.
Eine Frage bleibt: Wofür braucht man in einem Smartphone so viel Leistung? Die typische Antwort verweist auf anfordernde 3D-Spiele. Ohne die Mehrleistung können rechenintensive Games oft gar nicht oder nur "als Diashow" gespielt werden. Das stimmt zwar, dabei werden aber zwei andere Aspekte vernachlässigt. Zum einen sorgen Quad-Core-Prozessoren in Smartphones dafür, dass auch anfordernde Betriebssysteme wie Android bei gewissenhafter Abstimmung mit der Hardware endlich auch durchgehend ruckelfrei laufen und sich das Nutzererlebnis gravierend verbessert. Und außerdem sparen Multi-Core-Systeme durch diverse Mechanismen aktiv Strom, solange das volle Leistungspotenzial der vier Kerne nicht voll angefordert wird.
Bei voller Beanspruchung gilt natürlich das Gegenteil: Mehr Kerne verlangen dann nach mehr Strom als weniger Kerne. Was die Nutzer für den Leistungsschub ihres Smartphones durch Quad-Core ebenfalls in Kauf nehmen müssen, sind die höheren Anschaffungskosten.
Quad-Core-Vergleich | (c) Areamobile
Derzeit ist die Auswahl an Quad-Core-Smartphones noch sehr eingeschränkt. Aktuell können die Käufer in Deutschland gerade einmal unter drei Modellen wählen: Samsung Galaxy S3, LG Optimus 4X HD und HTC One X. Demnächst sollen dann noch Samsung Galaxy Note 2 und das bereits Anfang des Jahres vorgestellte Huawei Ascend D Quad in den Handel kommen. HTC und LG setzen auf den Tegra 3 von Nvidia. Im Vergleich zum Exynos 4412 von Samsung ist der – in Technikzeit gerechnet – wesentlich älter und damit leistungsmäßig unterlegen. Das liegt neben leichten Defiziten bei den einzelnen Kernen vor allem an der schwächeren ULP Geforce-GPU (Ultra Low Power). Sie verfügt über 12 Kerne und schafft auf 300 Megahertz Standardtakt 7,2 Gigaflops (Gleitkommaoperationen pro Sekunde). Im Exynos-Chip kommt eine übertaktete Mali 400MP-GPU zum Einsatz, die aber schon bei 300 Megahertz etwa 10,8 Gigaflops schafft.
Über den dritten Quad-Core-Prozessor neben dem Tegra 3 von Nvidia und dem Exynos 4412 von Samsung im Vergleichsfeld lässt sich bisher immer noch nicht viel sagen, obwohl er bereits im Februar auf dem Mobile World Congress in Barcelona vorgestellt wurde. Hersteller Huawei hüllt sich nach wie vor zu Einzelheiten über seinen Power-Chip in Schweigen. So ist etwa über die GPU des Chipsatzes nur bekannt, dass sie aus 16 Kernen bestehen soll – eine Aussage über die Leistungsfähigkeit erlaubt das aber nicht. Erste Benchmark-Ergebnisse des Huawei-Chips mit dem sperrigen Namen K3V2 waren zwar durchaus vielversprechend, gegen einen Quad-Core-Chip der Snapdragon-S4-Reihe dürfte es der chinesische Chip aber reichlich schwer haben. Vielleicht verspäten sich die Geräte, die damit auf den Markt kommen sollen, auch deshalb immer weiter, weil der Hersteller nachbessern will?
Quad-Core-Smartphones sind schnell – nicht einfach nur, weil sie mit vier Kernen ausgestattet sind, sondern weil meist auch die einzelnen Kerne und die Grafikbeschleuniger auf dem neuesten Stand sind. Braucht man unbedingt ein Smartphone mit vier Prozessorkernen? Nein, aber auf dem Smartphone bringen sie Vorteile wie mehr Leistung und dadurch ein flüssigeres Nutzungserlebnis sowie einen durchschnittlich niedrigeren Stromverbrauch. Und auch wenn sie mit derzeit mindestens 450 Euro noch teurer als andere Smartphones mit Dual-Core sind, so sind sie nach Kosten-Nutzen-Rechnung doch eine gute Wahl.
In einem weiteren Artikel stellen wir preisbewussten Nutzern Top-Handys aus der zweiten Reihe mit Single- oder Dual-Core vor, die günstige Alternativen zu aktuellen Quad-Core-Smartphones darstellen.
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Du bist nicht dabei?> Die spiele werden aufwendiger weil die chips schneller werden, und nicht andersrum.
Ach. ;) Die Software muss immer der Hardware folgen, andersherum geht es ja nicht. ;)
> Gute gaming performance ist den meisten leuten doch total egal bis maximal ein kleiner bonus
Denke ich auch. Vorallem, da sich gerade die kleinen grafikarmen Spielchen gut auf einem Touchscreen spielen lassen. Die Genres, die auf dem PC so viel Grafikpower verpullern, funktionen auf einem kleinen Touchscreen ohne Steuerung per Hardwaretasten eher schlechter.
Natürlich sind schnellere prozessoren besser für spiele im allgemeinen. Ich störe mich nur daran dass in jedem artikel in dem es um schnellere chips geht, und der frage warum man das braucht das nummer 1 argument immer spiele ist.
Die spiele werden aufwendiger weil die chips schneller werden, und nicht andersrum.
Die chips werden aufwendiger weil mans zum einen kann, und weil im gesamten leistungsfähigere geräte will. ( mehr pixel, schnellere ladezeiten, längere akkulaufzeit)
Wäre das nummer 1 argument wirklich spiele, dann hätten die tegra 3 modelle viel besser auf dem markt eingeschlagen. Gute gaming performance ist den meisten leuten doch total egal bis maximal ein kleiner bonus
@Arminator
"Das mit den spielen ist doch auch ein ammenmärchen der hersteller. Die meistgespielten spiele auf dem handy sind simple spiele wie angry birds, da brauch man keinen top prozessor."
Das würde ich so nicht sagen. Es gibt schon einen unterschied ob ich Angry Birds auf einem N8 spiele oder auf einem iPhone4S/XperiaS
Es geht ja auch nicht immer um Grafik. Es gibt da noch was das nennt sich Physik ;)
@ Arminator
Teile Deine Meinung. Ich denke aber das Wir ( die nicht Gamer/ oder kaum Gamer) in der "Unterzahl" sind. Ich spiele nie auf meinen smartphone. Die Aspekte/Interessen die Du genannt hast finde ich für meinen persönl. Geschmack auch wichtiger. Aber ich denke mal das mehr Gamer gibt als sagen wir mal techn. Interessierte wie wir. :-)
"Das mit den spielen ist doch auch ein ammenmärchen der hersteller. Die meistgespielten spiele auf dem handy sind simple spiele wie angry birds, da brauch man keinen top prozessor."
Und weil Angry Birds das meist gespielteste Spiel ist, brauchen aufwendigere 3D Spiele keine besseren Prozessoren?
> Die Software muss immer der Hardware folgen, andersherum geht es ja nicht. ;)
Das Thema hatten wir ja schon öfter... ;-)