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Quad-Core fürs Handy

Mit einem neuen Quad-Core-Prozessor aus der Exynos-4-Baureihe kontert Samsung Nvidias Tegra 3. Er debütiert im Smartphone Galaxy S3. Beide haben vier Cortex-A9-Kerne, doch Samsung produziert das System-on-Chip bereits mit 32-nm-Strukturen, während Nvidia noch mit 40-nm-Technik bei TSMC fertigen lässt. Folglich dürfte der Exynos 4 etwas sparsamer respektive kühler arbeiten als der Tegra 3 – damit bestückte Smartphones wie das HTC One X (siehe Seite 68) werden nämlich nicht nur sehr heiß, sondern müssen sich sogar nach kurzer Zeit drosseln. Zur Taktfrequenz des neuen Vierkern-Chips äußert sich Samsung nur vage: „mehr als 1,4 GHz“. Gemeint ist wahrscheinlich ein Turbo-Modus, der nur dann greift, wenn nicht alle Kerne ausgelastet sind.

Auch bei der elektrischen Leistungsaufnahme beweist Samsung Kreativität: So soll der neue Quad-Core – unter anderem dank der 32-nm-Fertigung mit High-K+Metal-Gate-Technik (HKMG) – 20 Prozent weniger Strom brauchen als ein älterer Exynos 4 mit zwei Kernen und 45-nm-Strukturen. Interessanter wäre jedoch der Vergleich zu den aktuellen Dual-Cores (alias Exynos 4212) mit 32-nm-Strukturen. Zudem darf der Exynos 4 Quad einzelne Kerne abschalten und Taktraten sowie Spannung dynamisch anpassen, um Energie zu sparen. Theoretisch rechnen vier Cortex-A9-Kerne doppelt so schnell wie zwei, doch gerade Smartphones lasten vier Kerne nur selten aus. Wichtiger ist die Single-Thread-Performance und an der ändert sich nichts.

Samsung hat mit dem Exynos 5 bereits ein SoC mit ARMs Cortex-A15 und bis zu 2 GHz Taktfrequenz in Vorbereitung. Der soll – anders als der OMAP 5 mit 28 nm vom Konkurrenten Texas Instruments – aber ebenfalls in 32-nm-Technik entstehen. Für den A15 verspricht ARM pro Taktzyklus mehr Performance als beim A9. (bbe)

ARM-Prozessoren halbfertig

Die britische CPU-Schmiede ARM bietet nun auch den Cortex-A15 als sogenanntes Hard-Macro an. Dabei handelt es sich um den bereits für einen speziellen Herstellungsprozess synthetisierten Prozessorkern – in diesem Fall den auf hohe Performance und zugleich niedrige Leckströme optimierten 28-nm-Prozess (28 HPM) des Auftragsfertigers TSMC. Das Macro enthält vier CPU-Kerne mit der Gleitkommaerweiterung NEON, 64 KByte L1-Cache pro Kern und 2 MByte gemeinsam genutzten L2-Cache. Bei einer Taktfrequenz von bis zu 2 GHz soll der Chip dann rund 20 000 DMIPS liefern und dieselbe „Power Efficiency“ haben wie sein Vorgänger mit zwei Cortex-A9-Kernen.

Das hört sich zwar erst einmal gut an, wirft aber bei genauem Hinsehen Fragen auf: Erstens kommt bereits das alte 40-nm-Macro mit zwei Cortex-A9-Kernen und 2 GHz auf 10 000 DMIPS. Von dem ursprünglich für den A15 versprochenen höheren Durchsatz pro Taktzyklus wäre damit nichts übrig geblieben. Zweitens würde der neue Chip mit rund 4 Watt Leistungsaufnahme ziemlich heiß – zumindest wenn ARM auch beim A15 Effizienz als DMIPS pro Watt interpretiert und man die 1,9 Watt des A9-Macros als Basis nimmt. Drittens steigen beim Umstieg von einem 40-nm-Standard- auf einen 28-nm-Sparprozess normalerweise zumindest Geschwindigkeit oder Effizienz, hier bleibt aber scheinbar beides gleich. Zumindest bei der Performance ist noch ein Nachschlag in Sicht, denn ARM hat angekündigt, demnächst noch ein A15-Macro für den High-Performance-Prozess von TSMC (28HP) vorzustellen.

Aber auch für die kleineren oder älteren Cortex-Kerne hat ARM in Kooperation mit TSMC neue Macros im Angebot. So gibt es auch den Cortex-A9 und -A7 mit 28-nm-Strukturen, teil als Hard Macro, teils als Processor Optimization Packs (POP). Diese liegen in puncto Flexibilität und Optimierung zwischen RTL und Hard Macro. (bbe)

Ivy-Bridge für modulare PCs

Nur wenige Tage nach der Vorstellung der Ivy-Bridge-Prozessoren offeriert der Embedded-Spezialist Congatec bereits ein CPU-Modul mit einem Core i der dritten Generation. Das conga-TM77 gibt es mit Core i7-3612QE (4 Kerne, 2,1 GHz, 6 MB L2-Cache, 35 Watt TDP) und dem 200 MHz schnelleren Core i7-3615QE (45 Watt TDP). Wie bei allen COM-Express-Modulen (Typ 6) finden sich auch auf dem conga-TM77 keine Anschlüsse für Peripherie; die muss ein Basis-Board herausführen. Es erhält vom CPU-Modul dazu 16 PCIe-3.0-Lanes und sieben weitere mit PCIe-2.0-Geschwindigkeit sowie 4 × SATA, Gigabit-LAN und USB 3.0. Bis zu drei Displays kann man per VGA, LVDS, DP, DVI oder HDMI anbinden. Das CPU-Modul mit i7-3615QE kostet 1003 Euro. Wer kein Carrier-Board entwerfen will, kann für weitere 347 Euro ein passendes Evaluations-Board von Congatec erwerben. (bbe)

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