Surfen und telefonieren im Grünen Netz
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Der Prozessor stellt die zentrale Steuereinheit eines technischen Gerätes dar, beim PC, Laptop sowie beim Smartphone. Er verarbeitet alle Aufgaben bzw. Eingaben, entweder zeitgleich oder in einer bestimmten Reihenfolge. Hierzu zählen etwa die Ausführung von installierten Anwendungen, die Verbindung mit WLAN oder dem Mobilfunkstandard LTE, aber auch die Verwaltung des Speichers, zum Beispiel bei Kopiervorgängen zwischen Speichermedien oder Uploads in die Cloud. Ferner ist der Chipsatz für die Darstellung auf dem Smartphone verantwortlich, indem er den Grafikprozessor steuert.
Maßgeblich für die Rechenleistung des Prozessors sind die Anzahl seiner Kerne sowie seine Taktrate, angegeben in Gigahertz. Je höher diese sind, umso schneller arbeitet das Smartphone. Allerdings kommt es auch auf die Kombination bestimmter Kern-Typen sowie die Abstimmung auf die restliche Hardware an. So ist es beispielsweise möglich, dass ein vermeintlich „langsamerer“ Chip in einem optimierten System trotzdem schneller arbeitet als ein nach technischen Daten leistungsfähigerer. Für einen Vergleich von Handys ist der Prozessor dennoch ein wichtiges Kriterium, da er die allgemeine Performance stark beeinflusst.
In Smartphones kommen stets Ein-Chip-Systeme zum Einsatz, was bedeutet, dass die einzelnen Prozessor-Typen aus einem Stück Silizium gefertigt werden. Zudem sind andere wichtige Komponenten wie die Grafikeinheit und der Sound- und Speicherchip (Cache) in diesen integriert (SoC = System on a Chip). Die hohe Leistungsfähigkeit, die bereits problemlos an Mittelklasse-Notebooks heranreicht, ergibt sich aus der Packungsdichte der Transistoren. Mittlerweile können sogar Abstände von 5 Nanometern realisiert werden. Dies ermöglicht nicht nur eine erhöhte Leistung, sondern hält auch den Stromverbrauch niedrig, was sich positiv auf die Akkulaufzeit auswirkt. Moderne Smartphone-Prozessoren werden mit 6 bis 8 Kernen gefertigt, getaktet sind diese jeweils zwischen etwa zwei und drei Gigahertz.
Mit dem HiSilicon Kirin 990 5G sichert sich Huawei einen Platz an der Spitze moderner SoCs. Der Achtkern-Prozessor wurde Ende September 2019 angekündigt und erstmals in der Mate 30-Serie verbaut. Er ist in einem 2+2+4-Cluster angeordnet: Die zwei Hauptkerne arbeiten dabei mit 2,86 GHz, zwei weitere mit 2,36 GHz und die restlichen vier mit 1,95 GHz. Zudem verfügt der Kirin 990 über ein 5G-Modem für schnelles Internet.
Auch der von Samsung derzeit im Galaxy S20 eingesetzte Exynos 990 gehört derzeit mit zu den leistungsstärksten Chips auf dem Markt. Ebenfalls als Achtkerner und nach dem 2+2+4-Cluster ausgelegt, verteilen sich seine Kapazitäten dennoch etwas ausgewogener. Die zwei performantesten Kerne vom Typ M5 laufen mit „nur“ 2,73 GHz, dafür bieten die restlichen Cortex-Kerne zweimal 2,5 und viermal 2,0 GHz. Das 5G-Modul ist als separater Chip angebunden.
Als bisher (wenn auch nur marginal) schnellster und aktuellster Handy-Prozessor im Vergleich gilt der Snapdragon 865+ von Qualcomm. Der Chip bietet acht Kerne, wobei der Hauptkern eine Leistung von bis zu 3,1 GHz erzielt. Drei weitere bringen es auf 2,42 GHz, die restlichen auf unterstützende 1,8 GHz. So performt der Snapdragon gerade bei Single Threads ausgezeichnet. Verbaut wird er in vielen High-End-Smartphones von Xiaomi, OnePlus oder Oppo, doch auch die Samsung Galaxy S20-Serie in den USA setzt auf den Prozessor. Wie beim Exynos ist auch hier das 5G-Modul als separater Chip verbaut.
Mit dem A13-Bionic hat sich Apple ebenfalls auf dem Markt etabliert. Trotz der lediglich sechs Kerne schneidet der Prozessor bestens in den Tests ab. Dies liegt an der Gesamtabstimmung des Systems, der hohen Anzahl an Transistoren sowie AMX-Technologie, welche die Matritzenberechnung signifikant beschleunigt. Im A13-Bionic takten die zwei Hauptkerne vom Typ Lightning mit 2,66 GHz, die restlichen vier Thunder-Kerne mit maximal 1,73 GHz. Eine 5G-Unterstützung existiert allerdings nicht, diese wurde jedoch für das Nachfolgemodell bereits bestätigt.
Um Hardware aller Art gegenüberzustellen, werden sogenannte Benchmarks eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Programme, die die einzelnen Komponenten (CPU, Grafik-Chip, Cache) hohen Belastungen aussetzen und die Zeit messen, die für die Ausführung der Aufgaben benötigt wird. Anhand der Ergebnisse wird ein Punktwert ermittelt, welcher dann beispielsweise dem Vergleich von Handy-Prozessoren dient. Je höher der Wert, umso leistungsstärker der Chipsatz.
Nach den Tests der hier vorgestellten Prozessoren liegt der Snapdragon 865+ an der Spitze, dicht gefolgt von Apples A13. Mit geringem Abstand folgen anschließend Samsung und Huawei mit ihren Exynos- bzw. Kirin-Chips. Hierbei sei jedoch angemerkt, dass die Unterschiede der einzelnen Recheneinheiten lediglich über die komplexen Benchmark-Programme sichtbar sind. Bei der reellen Nutzung der einzelnen Smartphones fallen sie in der Regel nicht auf.
Doch die Welt der Smartphone-Chips entwickelt sich rasant weiter, und viele Hersteller haben für 2021 bereits neue Chips angekündigt. Beim Ende 2020 vorgestellten Snapdragon 888 sind aus Tests bereits hohe Performance-Verbesserungen zum Vorgängermodell ersichtlich. Doch auch der Kirin 9000 und der Exynos 2100, welche Anfang 2021 auf den Markt kommen sollen und ebenfalls ein 1+3+4-Cluster bieten, scheinen vielversprechend. Apple legt mit dem A14-Bionic nach, welcher in der iPhone 12-Serie verbaut wird und nun ebenfalls 5-Nanometer-Technologie und 5G bietet.
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