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Schneller als Apple und Qualcomm

Nvidias erste eigene CPU rasiert die Konkurrenz

22. August 2014, 11:16 Uhr | Lars Bube

Fortsetzung des Artikels von Teil 9

Hoch über seine Rivalen

Trotz Nvidias Behauptung, die dynamische Befehls-Übersetzung sei „die Architektur der Zukunft“, ist hier das letzte Wort noch nicht gesprochen. Dynamische Übersetzung war nicht der Grund für Transmetas Scheitern, aber sie war auch keine große Hilfe. Transmeta-Prozessoren haben sich gut bei Benchmarks geschlagen, sind aber bei Windows-Code und PC-Anwendungen gescheitert, die viele schwer vorherzusagende Sprünge und weniger häufig wiederholte Routinen aufweisen. Um dieses Problem anzugehen, setzt die CPU Denver auf mehrere Funktionen, einschließlich Hardware-Instruktions-Dekoder und eine Hardware-Prefetch-Einheit, welche dem Transmeta-Design fehlten. Nvidia sagt, dass man Denver auf einer breiten Palette von mobilen Anwendungen, einschließlich Web-Browsing und intensives Spielen, getestet und eine ziemlich gleichbleibende Rechenleistung festgestellt hat.

Tegra K1-64 wird nicht der erste 64-Bit-ARM-Prozessor sein, der in Produktion geht. Apple setzt den A7 seit über einem Jahr im iPhone und iPad ein und AppliedMicros X-Gene ist vor kurzem in die Produktion gegangen. Die erste Welle der Cortex-A53-Produkte wird den K1-64 vermutlich auch schlagen. Aber Nvidia wird den ersten ARMv8-Prozessor für High-End-Mobilgeräte auf den Markt bringen. Das mag irrelevant klingen, ist es aber nicht, denn es bedeutet, dass der Tegra K1-64 die einzige 64-Bit-Option für Hersteller von Tablets und High-End-Smartphones sein wird. Diese Exklusivität wird solange andauern, bis der Snapdragon-810 im nächsten Frühjahr startet.

Während andere Prozessorhersteller darüber grübeln, ob sie ARMs „große“ oder „kleine“ Cores einsetzen, nahm Nvidia eine andere Richtung, die Entwicklung eines gewaltigen Cores, der sogar die Big-CPUs von ARM in der Single-Thread-Rechenleistung abhängt. Denvers Rechenleistung/W ist nicht besser als die seiner Konkurrenten, so dass sie einen ähnlichen Chip-Level-Durchsatz durch die Anhäufung von mehr Cores erreichen. Das Problem ist nur, dass die meisten realen Anwendungen (im Gegensatz zu Benchmarks) nur ein oder zwei Cores intensiv nutzen, so dass die K1-64 eine weit bessere und einheitlichere Benutzererfahrung als jeder andere Mobilprozessor liefern sollten. Apple hat einen ähnlichen Ansatz mit seinem Dual-Core-Prozessor im iPhone 5s genommen, aber er hat eine viel geringere Taktfrequenz, um die Batterielebensdauer zu verlängern und so eilt der K1-64 in der Rechenleistung weit voraus.

Nvidia zielt auf einen höheren Energieverbrauch als Apple und Qualcomm. Nur zwei Smartphone-Modelle nutzen den Tegra-4 und keines verwendet den Tegra-K1. Letzterer taucht primär in Tablets auf, die größere Batterien haben und mehr Wärme als Smartphones vertragen. Wenn ein Handy-Hersteller den Tegra-K1 verwenden wollte, müsste er den Prozessor vermutlich deutlich untertakten, was den Vorteil bei der Rechenleistung reduziert. Aber in Tablets, Chromebooks und anderen größeren Systemen (wie auch Autos) hat Tegra-K1 einen großen Vorteil gegenüber der Konkurrenz, die ihre CPUs für Smartphones designen. Der K1-64 baut die Führung durch einen großen Sprung in Single-Thread-Rechenleistung und volle 64-Bit-Unterstützung aus und startet über ein Quartal früher als seine Hauptkonkurrenten. Diese Vorteile sollten Nvidia helfen, seinen zuletzt rückläufigen Marktanteil bei Tablets umzukehren, vielleicht beginnend mit einem gerüchteweisen Design-Win in Googles nächstem Nexus-Tablet.