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Broadcom VideoCore

Der Broadcom VideoCore ist eine Prozessorarchitektur für Smartphones und andere Multimediageräte, die erstmals im VC01-Chip von 2004 benutzt wurde, der in einigen Samsung-Handys wie dem SCH-V540 und SCH-X699 zu finden ist. Die VideoCore Multimedia-Processing-Technologie wurde ursprünglich von Alphamosaic Ltd. entwickelt und gehört jetzt zum Unternehmen Broadcom, das die Architektur bis 2014 weiterentwickelt hat und zusammen mit ARM-Cortex-CPUs in seinen SoCs benutzt. Der Broadcom VideoCore wurde mit dem Hintergedanken entwickelt, hohe Auflösungen für die Videowiedergabe zu einem günstigen Preis zu bieten. Neben der Multimedia-Decodierung und –Encodierung verfügen die neueren VideoCore-Modelle zudem über eine 3D-Engine und können damit auch Spiele rendern.

Architektur
In dem Reference Guide für den Broadcom VideoCore ist angegeben, dass die Grafikeinheit von außen betrachtet ein 16-Wege SIMD-Prozessor ist, der mit 2 Vektor Floating-Point ALUs ausgestattet ist, die pro Taktzyklus eine Instruktion einlesen und eine Instruktion multiplizieren können. Die darunterliegende Struktur ist eigentlich ein 4-Wege SIMD-Prozessor, der dieselbe Instruktion über 4 Taktzyklen auf 4 verschiedenen 4-Wege Vektoren (Quads) ausführt, die Quad-Prozessoren (QPUs) genannt werden. Die QPUs sind auf bis zu 4 „Slices“ verbaut, auf welchen auch jeweils ein Uniforms Cache (QUC), ein Icache (QIC), eine Textur- und Lookup-Einheit (TMU) und eine Spezialfunktionen-Einheit (SFU) integriert sind. Die Slices teilen sich, ähnlich wie AMDs Compute Units, Ressourcen wie z.B. Vertex und Shader. Sie verfügen zudem über einen gemeinsamen L2 Cache und einen Vertex-Pipe-Speicher (VPM). Den Slices ist ein automatischer QPU-Scheduler (QPS) vorgeschaltet, der unter anderem von der Front-End-Pipe (FEP) gefüttert wird, die Rasterizer, Z Interpolation, Early-Z-Test, W Interpolation und W reziproke Funktionen umfasst. Die FEP hat einen Output von 4 Pixeln pro Takt, die dann in dedizierte Register in der QPU geladen werden. Die Broadcom VideoCore-Prozessoren sind vollständig programmierbar, sodass Applikationen in Software programmiert werden können, anstatt für jedes neue Produkt einen eigenen Chip zu benötigen.

Funktionen
Der Broadcom VideoCore integriert eine zweidimensionale Digital-Signal-Processing-Architektur (DSP), die besonders effizient bei Low-Power Multimedia-Processing ist. Die verschiedenen Generationen unterstützen unterschiedliche Auflösungen bei der Videowiedergabe. Der VideoCore 1 kann Videos mit 352x240 Pixeln (CIF) wiedergeben, der VideoCore 2 mit 720x576 (SD PAL/NTSC), der VideoCore 3 mit 720p (HD) und der VideoCore 4 schafft neben HD sogar 1080p FullHD. Die neueste Ausführung des Broadcom VideoCore, der VideoCoreIV-AG100-R, unterstützt die APIs OpenGL ES 2.0 und OpenVG 1.

Leistung
Während die ersten Modelle des Broadcom VideoCores nur für die Wiedergabe von Videos gedacht waren, verfügen die neueren Ausführungen über dedizierte 2D- und 3D-Hardware, mit der es auch möglich ist, Spiele zu rendern. Zwar können die neueren Modelle auch moderne Android-Spiele flüssig darstellen, jedoch ist die Leistung nur im Einsteiger-Segment angesiedelt.
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2 Smartphones und Tablets mit Broadcom VideoCore

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