1. Startseite
  2. Grafikkarten
  3. Tablet- und Smartphone-Grafikeinheiten
  4. Broadcom VideoCore
  5. Broadcom VideoCore IV

Broadcom VideoCore IV

Broadcom VideoCore IV ist die 4. Version der VideoCore-Mikroarchitektur, die in einigen Broadcom-SoCs für Smartphones als Grafiklösung zum Einsatz kommt. Die Architektur wurde erstmals im BCM2763 Multimedia-Prozessor verwendet, der z.B. im Nokia 808 PureView und im Einplatinen-Mikrocomputer Raspberry Pi 1 zu finden ist. Der Broadcom VideoCore IV kann jedoch auch unabhängig von einer CPU zur Ausführung von Programmen benutzt werden, meist wird er jedoch nur dazu verwendet, um Videos zu decodieren. Am häufigsten ist daher eine Kombination aus ARM-Rechenkernen und dem VideoCore. Die Grafikeinheit hat üblicherweise eine Taktfrequenz von 250 MHz, kann aber auf bis zu 300 MHz konfiguriert werden.

Architektur
VideoCore ist eine Multimedia-Architektur für Grafik- und Bildberechnung, die vor allem für ein breites Anwendungsspektrum und einen geringen Stromverbrauch entwickelt wurde. Die GPU ist auf mehreren Ebenen skalierbar und benutzt Tile-Based Pixel-Rendering, um die Frame-Buffer-Bandbreite im Vergleich zum direkten Rendering deutlich zu reduzieren. Von außen betrachtet handelt es sich bei der GPU um einen 16-Wege SIMD-Prozessor mit 2 Vektor Floating-Point ALUs, die pro Taktzyklus eine Instruktion einlesen und eine Instruktion multiplizieren kann. Von innen ist die GPU eigentlich ein 4-Wege SIMD-Prozessor.Das 16-Wege-Desing wird erreicht, indem dieselbe Instruktion über 4 Taktzyklen auf 4 verschiedenen 4-Wege Vektoren (Quads) ausgeführt wird, die Quad-Prozessoren (QPUs) genannt werden. Daraus resultiert ein sehr effizientes Pipeline-Design ohne weitere Leitungen. Der Broadcom VideoCore IV ist aus Gruppen mit bis zu 4 „Slices” zusammengesetzt, die sich ähnlich den Compute Units bei AMD Ressourcen wie z.B. Vertex und Shader teilen. Die ALUs der QPU unterstützen Dual-Issue-Instruktionen, d.h. sie können zwei binäre Instruktionen pro Taktzyklus ausführen. Erreicht wird dies durch 5 Akkumulatoren, die mit 2 großen Registerdateien verbunden sind und damit genügend Bandbreite bieten. Die QPUs sind eng mit der 3D-Hardware für Fragment-Shading verbunden, können aber auch 2D-Software und ISP-Aufgaben ausführen. Pro Slice sind bis zu 4 QPUs, eine Special-Functions-Unit (SFU) und eine Textur- und Speicher-Lookup-Einheit (TMU) verbaut. Die Grafikeinheit wird im 40 nm Verfahren gefertigt.

Funktionen
Broadcom VideoCore IV unterstützt die APIs OpenGL ES 2.0, OpenVG 1.1 und kann Videos mit einer Auflösung von bis zu 1080p mit 30 FPS decodieren und encodieren. Die GPU kann sowohl mit 2D- als auch mit 3D-Grafiken umgehen und auch für die Berechnung von Bildern verwendet werden. Über eine HDMI-Schnittstelle können externe Bildschirme angeschlossen werden.

Leistung
Die Grafikeinheit ist ein Low-Power-Gerät, das zwar eigenständig zum Ausführen von Programmen benutzt werden kann, jedoch in den meisten Fällen zusammen mit einer ARM-CPU benutzt wird. Laut Broadcom verbraucht die GPU 20-50% weniger Strom als der VideoCore III Multimedia-Prozessor. Bei voller Ausstattung unterstützt sie Geräteauflösungen von bis zu 720p und 4x Multisample-Antialiasing. Sie ist in etwa mit der Adreno 220 vergleichbar und kann auch einige aufwendigere Android-Spiele wie Shadowgun: Deadzone eingermaßen flüssig darstellen.
Weiterlesen und technische Daten anzeigen

Technische Daten
ModellVideoCore IV
Chip-Takt300 MHz
Pixelfüllrate1000 Mpixel/s
Fertigungsprozess40 nm

2 Smartphones und Tablets mit Broadcom VideoCore IV

2 Smartphones und Tablets mit Broadcom VideoCore IV