Der Stachel sticht

Die Dual-Core-Scorpion-CPU von Qualcomm

Die Situation bei den Applikations-Prozessoren erinnert in den letzten Jahren an das berühmte Hase-und-Igel-Spiel: Was immer die Konkurrenz machte, Qualcomm und seine Snapdragon-Chips waren schon da. Jetzt kommt der hauseigene Scorpion-Prozessor in einer Dual-Core-Ausführung – zum Leidwesen von Texas Instruments und Marvell.

The Linley Group 

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Bild 1. Marktanteile bei den Applikations-Prozessoren von 2007 bis 2009. Es gibt noch weitere Anbieter wie Renesas, Samsung und ST-Ericcson, die aus Vereinfachungsgründen nicht berücksichtigt wurden.

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The Linley Group

Bild 1. Marktanteile bei den Applikations-Prozessoren von 2007 bis 2009. Es gibt noch weitere Anbieter wie Renesas, Samsung und ST-Ericcson, die aus Vereinfachungsgründen nicht berücksichtigt wurden.

Im Jahr 2007 spielte das 1985 als Startup gegründete Unternehmen Qualcomm bei den Handy-Applikationsprozessoren noch keine große Rolle: Ein Marktanteil von 4 Prozent war gegenüber dem damaligen Platzhirsch TI mit seiner OMAP-Plattform und dem kalifornischen Wettbewerber Marvell fast vernachlässigbar (Bild 1).

Nur zwei Jahre später hat sich das Bild gewendet: OMAP kommt statt auf 60 Prozent „nur noch“ auf etwas mehr als 30 Prozent und Marvell statt auf 20 Prozent nur noch auf rund 16 Prozent Marktanteil bei den Smartphones. Qualcomm hingegen konnte ein stetiges Wachstum verbuchen und von 4 Prozent auf rund 13 Prozent Marktanteil (2009) wachsen.

Wachstumstreiber war und ist Qualcomms Snapdragon-Plattform, sie bietet neben dem Applikationsprozessor auch Basisband und GPS. Sowohl TI als auch Marvell brauchen in ihren Designs den Basisband-Chip eines Drittanbieters. Zusammen mit Qualcomms QTR8610-Chip, der die Komponenten Bluetooth, FM und GPS-HF beisteuert, kann ein typisches Smartphone damit aus nur zwei Chips aufgebaut werden – ein Integrationsgrad, den kein anderer Anbieter aufweisen kann.

Den Scorpion-Prozessor hat Qualcomm auf Basis einer ARM-Lizenz gebaut. Er basiert auf der ARMv7- Mikroarchitektur, die auch Basis für ARMs „originale“ Cortex-A8- und Cortex-A9-Cores ist. Das Ziel des Design-Teams aus North Carolina bestand darin, höhere Taktfrequenzen bei gleicher Leistungsaufnahme zu erzielen.

Auch Marvell baut einen eigenen, Sheeva genannten Prozessor, der allerdings auf maximale Rechenleistung bei niedrigerer Taktfrequenz ausgelegt ist: Aufbauend auf dem Cortex-A8, der 2,0 DMIPS/MHz liefert, konnten Marvells Designer die Mikroarchitektur so optimieren, dass 2,42 DMIPS/ MHz herauskamen. Allerdings liefert ARMs eigener Cortex-A9-Core schon 2,5 DMIPS/MHz. Da sich mit dem aktuellen Design die Taktfrequenz nicht mehr über 1 GHz steigern lässt, fällt zudem der als Single-Core ausgelegte Prozessor in dem Armada610-Chip (Marvells derzeitige High-End-Lösung für Smartphones) hinter die Konkurrenz zurück. Diese wurde bis vor kurzem von TI mit seinem neuen OMAP4-Chip angeführt, in dem zwei „Original“-Cortex- A9-Cores mit jeweils 1 GHz Takt ihren Dienst tun.

TI ist der einzige Top-Anbieter, der darauf verzichtet, mit einer ARM-Lizenz die Mikroarchitektur zu optimieren. Mit 2,5 DMIPS/MHz in einer Dual-Core-Ausführung ist der Leistungs-Vorsprung gegenüber Marvells Armada610 jedoch deutlich.

Qualcomm setzte bislang mit dem QSD8250A auf einen Single-Core-Chip mit einem Scorpion-Prozessor mit 1,3 GHz. Der Scorpion liefert „nur“ 2,1 DMIPS/MHz, also etwas mehr als der Cortex-A8, allerdings deutlich weniger als der Cortex-A9 (Tabelle 1).

1. Teil: Die Dual-Core-Scorpion-CPU von Qualcomm
2. Teil: Dual-Core-Scorpion mischt Karten neu
3. Teil: Cores und Cache einzeln konfigurierbar

Weiterführende Links:

• Die atomaren Handys: Intels Atom-Prozessor Z6XX für Smartphones und Tablets
• Mobilfunk: Völlig neue Chips gegen die Datenflut-Probleme
• Drei Cores für Smartphones: Marvell stellt revolutionären Applikationsprozessor vor
• Snapdragon-Chipset: Das neue »Löwenmaul« unter der Lupe