ARM legt Grundsteine für nächste Generation von Smartphone-Prozessoren

Für drei Rechenkerne und drei Grafikeinheiten hat ARM bei der Computex 2023 neue Designs vorgestellt. Chip-Hersteller können sie in Zukunft für ihre Produkte verwenden und mit ihnen den Trend zu steigender Leistung bei sinkendem Stromverbrauch fortführen. Der neue Hochleistungs-Rechenkern Cortex-A4 soll fast nur noch halb so viel Energie wie sein Vorgänger benötigen.

Mehr Power, höhere Effizienz

ARM stellt selber keine System-on-a-Chip (SoC) oder Prozessoren her. Das Unternehmen liefert aber das Design für die Rechenkernarchitektur, das wiederum andere Hersteller übernehmen können. Im Smartphone-Bereich nutzen zum Beispiel Mediatek und Qualcomm die Vorgänger der Neuvorstellungen in ihren aktuellen Top-Prozessoren Dimensity 9200 und Snapdragon 8 Gen 2.

Der Cortex-X4 ist der neue Hochleistungs-Rechenkern. Er soll gegenüber dem Cortex-X3 15 Prozent mehr Leistung bieten und trotzdem 40 Prozent weniger Energie verbrauchen. Der Cortex-A720 ist für «mittelschwere» Aufgaben vorgesehen. Er soll gegenüber seinem Vorgänger 20 Prozent mehr Leistung bieten. Der Cortex-A520 ist für Aufgaben vorgesehen, die im Hintergrund laufen. Bei ihm steht die Effizienz im Vordergrund und die soll sich gegenüber dem A510 um 22 Prozent erhöhen.

In welcher Kombination die Hersteller die Rechenkerne auf ihre SoCs setzen, entscheiden sie selber. In Zukunft stehen ihnen dafür noch mehr Variationen offen. Die neuen Architekturen von ARM unterstützt bis zu 14 Rechenkerne – vorher waren es zwölf. Zum Vergleich: Die aktuellen Top-Chips Snapdragon 8 Gen 2 und der Dimensity 9200 verfügen je über acht Rechenkerne.

Grafik ebenfalls weiter optimiert

Für die Grafikberechnung der SoCs hat ARM ebenfalls neue Architekturen vorgestellt. Die GPUs Immortalis-G720, Mali-G720 und Mali-G620 sollen ebenfalls mehr Leistung bei weniger Stromverbrauch bieten. 15 Prozent mehr Rechenkraft und 15 Prozent weniger Energiebedarf gibt ARM zum Beispiel für die Immortalis gegenüber ihrem Vorgänger an. Die benötigte Speicherbandbreite soll sich um bis zu 40 Prozent reduzieren. Das bringt zwar etwas mehr Performance, reduziert aber vor allem den Stromverbrauch, da Speicherzugriffe energieintensiv sind.

Als größte Verbesserung gilt das «Deferred Vertex Shading» oder kurz DVS. Es soll Positionen, Farben und Überschneidungen von Objekten berechnen und falls die nächste Shading-Berechnung nicht dazu gehört, die Daten in einem neuen Buffer speichern. Anschließend werden die Daten nicht erneut aus dem Grafikspeicher gelesen, sondern direkt aus dem Buffer geladen.

Noch keine Angaben zu Kunden

ARM machte noch keine Angaben zu möglichen Kunden, die die neuen Core-Designs verwenden. Die bisher bekanntesten Nutzer von ARM-Architekturen im mobilen Bereich, Qualcomm und Mediatek, dürften aber weiterhin an Bord sein. Die angepriesenen 15 Prozent mehr Leistung und 40 Prozent weniger Stromverbrauch könnten sich beim Snapdragon 8 Gen 3 und dem Dimensity 9300 wiederfinden, wenn diese wie erwartet Ende dieses Jahres vorgestellt werden.

Apple nutzt für seine hauseigenen SoCs ebenfalls ARM-Designs, ist aber noch nicht auf die neueste ARMv9-Architektur umgestiegen. Sollte das beim iPhone 15 und dem Apple A17 Bionic passieren, könnte das ein großer Sprung im Vergleich zum A16 Bionic im iPhone 14 sein.

Den Umstieg auf 64-bit hat Apple bei seinen Systemen allerdings schon 2017 mit iOS 11 vollzogen. Bei Android sind 32-bit bei Hard- und Software dagegen noch nicht ganz verschwunden. Die neuen Core-Designs von ARM könnten diesen Prozess aber weiter vorantreiben.