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MOBILE COMPUTING<br />
<strong>Das</strong> Toshiba Excite Pro ist eines<br />
der ersten Android-Tablets<br />
mit dem Nvidia Tegra 4. Sein<br />
10,1-Zoll-Screen liefert 2560<br />
x 1600 Bildpunkte, daher<br />
beraucht das Tablet einen<br />
schnellen Grafikprozessor.<br />
Unter dem Mikroskop kann man die 72 GPU-Kerne<br />
beim Nvidia Tegra 4 bewundern. Dazu kommen vier<br />
Cortex-A15-Cores und eine sparsame Zusatz-CPU.<br />
auf einem Chip unterzubringen, der nicht<br />
zu groß ist, nutzt Samsung für die Produktion<br />
des Prozessors erstmals ein 28-Nanometer-<br />
statt des bisherigen 32-Nanometer-<br />
Verfahrens. Mit seinen schnellen A15-Cores<br />
und der PowerVR-Grafik dürften Geräte mit<br />
dem Exynos 5 Octa auch sehr gute Werte in<br />
3D-Benchmarks liefern. Ob es auch reicht,<br />
um Apple A6X, Qualcomm Snapdragon 800<br />
oder Nvidia Tegra 4 abzuhängen, bleibt abzuwarten.<br />
Testen kann man es derzeit noch<br />
nicht, denn das Galaxy S4 mit dem Exynos<br />
5 Octa wird in Deutschland nicht angeboten,<br />
da dem Prozessor die hier gewünschte<br />
RISC vs. CISC<br />
LTE-Unterstützung fehlt. Beim Exynos 5<br />
Dual und den Exynos-4-Prozessoren mit<br />
zwei oder vier Kernen nutzt Samsung langsamere<br />
Mali-GPUs von ARM. Die Mali-GPU<br />
wurde ursprünglich von dem norwegischen<br />
Hersteller Falanx entwickelt, den ARM 2006<br />
übernommen hat.<br />
Nvidia Tegra 3 und Tegra 4:<br />
ARM-SoCs vom Grafikspezialisten<br />
Nvidia hatte mit dem ARM-Prozessor Tegra<br />
3 vor allem Erfolg bei Android-Tablets,<br />
auch der Verkaufsschlager Nexus 7 basiert<br />
auf dem Nvidia-Prozessor. Allerdings ist<br />
Mitte der 90er-Jahre schien es so, als ob RISC-Prozessoren auch die Desktop-<strong>PC</strong>s erobern<br />
könnten. <strong>Das</strong> hat nicht geklappt. Dafür dominieren sie heute die Mobilgeräte.<br />
ARM-Prozessoren tragen das Kürzel<br />
RISC bereits im Namen: ARM steht für<br />
Advanced RISC Machines und bezeichnet<br />
damit auch die Architektur dieser Prozessoren.<br />
Denn das Akronym RISC (Reduced<br />
Instruction Set Computer) bezeichnet<br />
Prozessoren, die mit einem einfachen<br />
und fest verdrahteten Befehlssatz arbeiten<br />
im Gegensatz zu<br />
klassischen CISC-Prozessoren<br />
(Complex Instruction<br />
Set Computer),<br />
bei denen die Befehle<br />
als Microcode geladen<br />
werden. Der Vorteil von<br />
RISC-Prozesoren lag in<br />
ihrer höheren Taktfrequenz.<br />
So konnte ein<br />
DEC Alpha in 1997 mit<br />
533 MHz arbeiten, während<br />
ein Intel Pentium<br />
nur mit 233 MHz laufen konnte. Selbst<br />
von Windows NT gab es seinerzeit eine<br />
Version für den Alpha.<br />
In der Praxis ist der Unterschied aber seit<br />
dem Intel Pentium Pro aufgehoben. Alle<br />
Intel- und AMD-Prozessoren arbeiten<br />
seitdem intern als RISC-CPUs. Die x86-<br />
Instruktionen werden über einen vorgeschalteten<br />
Decoder in<br />
RISC-Befehle übersetzt.<br />
Damit kamen auch<br />
x86-CPUs auf höhere<br />
Taktraten. Apple hat<br />
der RISC-Architektur<br />
mit dem Power<strong>PC</strong> immerhin<br />
noch bis 2006<br />
die Treue gehalten.<br />
Die RISC-CPU DEC Alpha<br />
lieferte 1997 eine Taktrate<br />
von bis zu 533 MHz.<br />
der Ende 2011 vorgestellte Tegra 3 im Vergleich<br />
zu den Spitzenmodellen von Apple,<br />
Samsung und Qualcomm inzwischen<br />
nicht mehr konkurrenzfähig, auch bei der<br />
3D-Leistung liegt der Tegra 3 nur noch im<br />
Mittelfeld. Daher hat Nvidia mit dem Tegra<br />
4 einen modernen Nachfolger vorgestellt,<br />
der nun mit vier Cortex-A15-Cores und bis<br />
zu 1,9 GHz rechnet und über eine deutlich<br />
stärkere GPU mit 72 Shadern verfügt, der<br />
Tegra 3 muss hier noch mit 12 Shadern<br />
auskommen. Neben dem Tegra 4 bringt<br />
Nvidia auch noch einen Tegra 4i mit integriertem<br />
LTE-Modem, vier Cortex-A9-Cores<br />
und einer GPU mit nur 60 Shadern. Dieser<br />
deutlich kleinere Chip ist wohl primär für<br />
Smartphones bestimmt ist. Der „große“<br />
Tegra 4 kann auch mit einem LTE-Modem<br />
von Nvidia kombiniert werden, der dann allerdings<br />
als zusätzlicher Chip Platz auf der<br />
Hauptplatine belegt.<br />
Verwirrend: Nvidia bezeichnet dabei die<br />
Shader als Cores. Im Vergleich zu den ARM-<br />
GPUs anderer Hersteller kann die Anzahl<br />
der GPU-Kerne aber nicht als Anhaltspunkt<br />
für die Leistung dienen, da sie sich in ihrer<br />
Architektur erheblich unterscheiden. Im<br />
Gegensatz zu den GeForce-Chips für Notebooks<br />
und <strong>PC</strong>s unterstützen die GPUs in<br />
denTegra-SoCs nur OpenGL 2.0 für Embedded<br />
Systems. Bei der 3D-Performance spielt<br />
Nvidia mit dem Tegra 4 wieder in einer Liga<br />
mit den Top-ARM-Prozessoren von Apple,<br />
Samsung und Qualcomm.<br />
Nvidia nutzt bei Tegra 3 und Tegra 4 zudem<br />
einen ähnlichen Trick wie Samsung mit<br />
dem Exynos 5 Octa, um eine längere Akkulaufzeit<br />
zu erreichen. Hierbei werden Aufgaben,<br />
die keine starke CPU erfordern, einem<br />
einzelnen sparsamen Companion-Core<br />
zugewiesen der sie erledigt, während die<br />
vier leistungsstarken Cores komplett abge-<br />
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www.pc-magazin.de <strong>PC</strong> <strong>Magazin</strong> 9/2013