Wenn du ein neues Smartphone kaufst soll es natürlich auch eine gute Performance liefern. Das heißt, du kannst es bedienen, ohne dass es dabei zu Rucklern oder Hängern kommt. Auch Spiele sollen einigermaßen flüssig laufen. Doch woran erkennt man einen guten Smartphone-Prozessor und was bedeutet eigentlich CPU? In unserem Tipp-Artikel erfährst du es.
Welche Hersteller gibt es bei Prozessoren?
Die Smartphone-Prozessoren, welche in den derzeitigen Flaggschiffen verbaut sind, sind zumeist von Huawei (HiSilikon/Kirin), Samsung (Exynos) oder Qualcomm (Snapdragon) gefertigt. Samsung und Huawei stellen ihre Prozessoren selbst her, Qualcomm hingegen ist ein Zulieferer für alle anderen Hersteller. Ebenfalls gibt es noch den Prozessorhersteller MediaTek (Helio). Diese Prozessoren sind meist in sogenannten China-Smartphones, oder Mittelklasse-Modellen verbaut.
Was ist ein Prozessor?
Der Prozessor ist die zentrale Recheneinheit in deinem Smartphone. Der kleine schwarze Baustein hat dabei ungefähr die Größe von 1 Quadratzentimeter. Darauf sind mehrere Halbleiterstrukturen im 10nm oder mittlerweile auch 7nm Verfahren angesiedelt. Eine weitere Bezeichnung für den Prozessor ist die Abkürzung CPU. Diese steht für Central Processing Unit. Der Prozessor steuert die verschiedenen Abläufe des Systems deines Smartphones. Nacheinander oder gleichzeitig arbeitet er einzelne Anweisungen oder Programmabschnitte ab. Er übernimmt die Datenverwaltung oder schickt die Daten zwischen den einzelnen Einheiten hin und her (z.B. beim Kopieren vom internen Speicher auf eine Speicherkarte oder ein anderes Gerät).
Die Leistung eines Prozessors wird in Gigahertz angegeben und bezeichnet die Taktfrequenz, mit der die Prozesse abgearbeitet werden. Ein Prozessor kann aus einem oder mehreren Rechenkernen bestehen. Die Taktrate sowie die Zahl der Kerne der zentralen Recheneinheit (CPU) sagen noch nichts darüber aus, wie schnell das Smartphone bestimmte Aufgaben erledigt.
Was bedeutet SoC?
Ein Smartphone-Prozessor ist immer auch ein SoC. Das Kürzel steht dabei für System-on-a-Chip oder auch Ein-Chip-System und bedeutet, dass ein komplettes System auf einem Chip verbaut ist. Bei einem PC-Mainboard sind viele Schaltkreise, oder auch andere Teile wie Grafik- oder Soundkarte ausgelagert. Bei einem SoC sind alle wichtigen Hardware-Bausteine und Funktionen direkt auf einem Chip integriert. Diese Hardware-Bausteine beeinflussen das Arbeitstempo des Smartphones.
Auf einem SoC sind unter anderem die CPU, Grafikprozessor (GPU, für Gamer extrem wichtig), LTE-Modem, Signalprozessor, Multimedia-Prozessor, Sicherheit, KI-Beschleuniger, Bluetooth und WLAN verbaut. Auch Speicherbausteine wie RAM und ROM sind integriert.
Der Aufbau eines Prozessors, dessen Größe sowie die Leistungsdaten sind je nach Hersteller oder Smartphone-Modell verschieden. Viele in unseren Smartphones verbaute Chips basieren auf der ARM-Architektur. ARM steht dabei für Advanced RISC Machines und erlaubt mit einfachen Befehlen eine schnelle Taktung und eine verkürzte Reaktionszeit
Die derzeitig verbauten Chipsätze sind Mehrkern-Prozessoren. Hier gibt es Dual-Core, Quad-Core, Octa-Core bis hin zu Hexa-Core verschiedene Chips. Werden Arbeitsschritte auf mehr Kerne verteilt ist die Performance flüssiger, auch bei mehreren Arbeitsschritten gleichzeitig. Auch eine hohe Taktrate begünstigt eine bessere Performance (Medienwiedergabe in HD, 3D-Anwendungen). Jedoch lässt sich die Taktung nicht bis ins Unermessliche erhöhen, denn durch zu hohe Geschwindigkeit können Teile der Hardware überhitzen. Somit werden eher mehr Kerne verbaut, die die Leistung übernehmen.
Bei der GPU, dem Grafikprozessor, nutzt Qualcomm die eigene Adreno Baureihe. Huawei, Samsung und Mediatek nutzen vorzugsweise die Mali Grafikchips von ARM. Alle Grafikchips werden von Android über OpenGL in unterschiedlichen Versionen angesprochen. Die neuesten Modelle nutzen dabei noch die Vulkan-Schnittstelle (so wie Googles Stadia)
Welche CPU ist in meinem Smartphone verbaut?
Um zu sehen, welcher Chip in deinem Smartphone verbaut ist, musst du eine externe App wie AnTuTu Benchmark oder auch CPU-Z nutzen. Diese zeigen dir an, welcher Prozessor sich im Innern des Gerätes befindet. Nach dem Öffnen von CPU-Z beispielsweise siehst du direkt den Tab SoC mit dem verbauten Chip. Ebenfalls gibt es noch weitere Tabs (Device, System, Battery, Thermal, Sensors), die du per Klick aufrufst. Unter dem Tab Device gibt es Informationen zu deinem Smartphone (Bildschirm, Auflösung, Größe, Gewicht, Speicherauslastung usw.). Im Tab System gibt es Informationen zur Android-Version, dem Security-Patch-Level, API-Level, Kernel-Architektur (ARM), Kernel-Version und mehr. Der Tab Battery gibt Auskunft über die Batterie und die Kapazität. Und der Tab Thermal hat hier keine Daten, dafür jedoch die Sensoren. Hier sind alle verbauten Sensoren angezeigt sowie deren Daten.
Welche Prozessoren wurden in den letzten Jahren (2016/2017/2018) verbaut?
High-End-SoCs:
- Snapdragon 845, Snapdragon 835, Snapdragon 820/821 von Qualcomm
- Exynos 9810, Exynos 8895 von Samsung
- Kirin 970, Kirin 960 von Huawei
Mittelklasse-SoCs:
- Snapdragon 660, Snapdragon 636, Snapdragon 630, Snapdragon 625 von Qualcomm
- Exynos 7885, Exynos 7880, Exynos 7870 von Samsung
- Kirin 659, Kirin 658 von Huawei
Einsteiger-SoCs:
- Snapdragon 450, Snapdragon 430, Snapdragon 435 von Qualcomm
- Exynos 7570 von Samsung
- MT6750, MT6737 von Mediatek
Welche Prozessoren sind im Kommen (2018/2019) ?
Da Prozessoren ja immer weiterentwickelt werden, gibt es auch in diesem Jahr Neuerungen auf dem Markt.
Qualcomm hat mit dem Snapdragon 855 einen neuen Prozessor auf den Markt gebracht. Dieser besitzt 8 Kerne (Kryo 485 Octa-Core), welche mit 2,84 Ghz getaktet sind. Als GPU ist ein Adreno 640 verbaut, KI-Prozessor Hexagon 690, WLAN: 802.11a/b/g/n/ac/ad/ay/ax, 10 Gbit/s, LTE: Qualcomm X24 Modem: Cat. 20, 2 Gbit/s
optional: X50 Modem für 5G-Empfang, Fertigung: 7nm, Extras: Spectra 380 ISP, LPDDR4x
Qualcomm hat sich bei der Herstellung des Snapdragon 855 vom Fertigungspartner Samsung abgewandt. Stattdessen wird der Prozessor nun von TSMC hergestellt. Die Fertigung erfolgt im 7nm Prozess, nutzt aber noch keine extrem ultraviolette Strahlung sondern Immersionslithographie.
Samsung hat den Exynos 9820 zusammen mit seinen diesjährigen Flaggschiffen Galaxy S10/S10+ auf den Markt gebracht. Er besitzt 8 Kerne (2 x Custom-ARM + 2 x ARM Cortex-A75 + 4 x ARM Cortex-A75), welche mit 2,9 Ghz getaktet sind. Als GPU ist ein Mali G76 MP12 verbaut. Ki-Prozessor: NPU (Neural Processing Unit) eine intelligente Recheneinheit, die KI-Informationen noch schneller ausführt, WLAN: 802.11a/b/g/n/ac, LTE: Cat. 20 8CA, 2 Gbit/s, Fertigung: 8nm, Extras: LPDDR4x
Huawei hat im Herbst letzten Jahres den HiSilicon Kirin 980 herausgebracht. Er besitzt 8 Kerne (4 x ARM Cortex-A76, 4 x A55), welche mit 2,6 Ghz getaktet sind. Die GPU ist ein Mali G76, KI-Prozessor: Dual-NPU, WLAN: 802.11a/b/g/n/ac, LTE: Cat. 21, 1,4 Gbit/s, Fertigung: 7nm, Extras: Dual-ISP, LPDDR4X
Mediatek hat den Helio P90 im Dezember letzten Jahres raus gebracht. Er folgt auf die Modelle Helio P60 und Helio P70. Der Helio P90 besitzt 8 Kerne (2 x ARM Cortex-A75, Taktung 2,2 Ghz, 6 x A55, Taktung 2,0 Ghz). Die GPU ist eine PowerVR GM 9446 GPU von Imagination Technologies, getaktet mit 970 Mhz. WLAN: ac, LTE: 4G-Modem, das Cat-12 und Cat-13 unterstützt. 4×4 MIMO und 256QAM, 5G kann mit dem HelioM70 5G-Modem erreicht werden. Fertigung: 12nm.
Mediatek hat außerdem in Zusammenarbeit mit Nokia und Huawei sowie TSMC ein HelioM70 5G-Modem entwickelt. Sofern das Modem 5G Empfang hat, wird es diesen nutzen. Ist kein 5G-Empfang vorhanden, greift das Modem auf die 4G-Netze zurück. Es wurde im 7nm Verfahren gefertigt. Ein SoC ist jedoch noch nicht bekannt.
Fazit
Ein SoC findet man vor allem bei Geräten, die auf kleinstem Raum große Leistungen mit geringem Energieverbrauch bringen müssen. So sind vor allen Dingen Smartphones und Tablets damit ausgerüstet. Und der SoC bestimmt damit, wie schnell dein Smartphone läuft. Allerdings kann ein Smartphone nicht nur nach dem verbauten Prozessor ausgewählt werden, denn die Alltagsdinge (Internet surfen, Mails schreiben, WhatsApp) schaffen die meisten Prozessoren ohne Probleme. Du musst zum Beispiel auch schauen, welche GPU-Einheit verbaut ist, falls du eher zur Sorte Hardcore-Gamer gehörst. Es kommt also immer auf ein stimmiges Gesamtbild an.
