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Kaufberatung: Prozessoren für Smartphones und Tablets (System on a Chip / SoC)

Binnen weniger Jahre hat sich die Leistungsfähigkeit von Prozessoren für Smartphones und Tablets vervielfacht, denn die wirkliche Revolution der Computertechnik in dieser Zeit fand auf dem Smartphone- und Tablet-Markt statt. Mehr noch: Waren früher Handheld-Konsolen gefragt, hat ein jeder nun eine mobile Spielekonsole für die Hosentasche, selbst Mittelklasse-Geräte sind heutzutage sehr leistungsfähig. Grund genug, den Smartphone- und Tablet-Chips ein eigenes Special in Form eines System-on-a-Chip-Vergleichs auf Notebookinfo.de zu widmen.

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Von SoCs und Gigahertz: Was Sie über Smartphone- und Tablet-Chips wissen müssen

HTC One M8Samsung Galaxy S5Huawei P7 Ascend SmartphoneBildquelle: notebookinfo.de
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Performance pur: Alle großen Smartphone-Hersteller bieten Highend-Geräte mit flottem Quad-Core-SoC an.

Doch zunächst etwas Grundlegendes: System on a Chip (SoC) ist die gängige Bezeichnung für solche Smartphone- und Tablet-Chips und ist vielleicht auch Ihnen – etwa in einem Prospekt oder auf einer Preisvergleichseite – schon einmal begegnet. Den Begriff kann man durchaus wörtlich nehmen: Nicht nur Prozessor und Grafikeinheit sind hier untergebracht, häufig beherbergen die oft nur wenige Quadratmillimeter großen Chips auch Speichercontroller, Bluetooth-Modul, Signalverarbeitungs-Prozessor sowie Mobilfunkeinheiten für verschiedene Netzstandards wie LTE, HSDPA und UMTS. Kleine Alleskönner sozusagen. Damit sind SoCs gleichzeitig Herz und Hirn eines jeden Smartphones und Tablets, und sie bleiben es auch, denn die Chips sind fest verlötet, und darum muss man mit seiner Kaufentscheidung – einmal getroffen – leben. Da erscheint es ratsam, sich vor dem Kauf einige Gedanken über die angepeilte Leistungsklasse zu machen und dabei soll Ihnen dieser Ratgeber helfen. Doch zunächst ein kleiner Rückblick:

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Es ist erst wenige Jahre her, als (damals noch) Sony Ericsson sein Xperia Arc vorstellte und Samsung sein Galaxy S1. Beides waren teure Smartphones mit Preisen weit jenseits von 300 Euro, beide setzten damals auf aktuelle Technik: Ein 1 GHz-SoC mit einem einzelnen Prozessorkern. Freilich hatte Apple mit seinem iPhone bereits vorher die Pionierarbeit geleistet und das Smartphone erst zu einem Begriff gemacht. Doch wer sich anno 2010 über sein neues „Highend“-Smartphone freute, musste sich ein Jahr später bereits verdutzt die Augen reiben, als Mittelklasse-Smartphones bereits mit Dual-Core-Prozessoren ausgestattet waren und in Punkto Leistungsfähigkeit die ehemaligen Spitzenmodelle problemlos hinter sich ließen. So schnell war die Technik vorangeschnitten, so schnell die – damalige – Highend-Klasse entwertet. Dieser Trend setzte sich fort, mittlerweile finden selbst Octa-Core-SoCs Einzug in günstigen Smartphones mit Preisen um die 200-300 Euro.

Das ist für Sie erfreulich. Denn es bedeutet, dass man keine 500 Euro mehr in ein Smartphone oder ein Tablet investieren muss, um ein weitgehend ruckelfreies und flottes Bedienerlebnis auf seinem neuen mobilen Begleiter zu erfahren. Mitentscheidend für die Leistung ist auch das Betriebssystem. Google’s Android muss auf einer Vielzahl unterschiedlichster Geräte mit unterschiedlichster Hardware laufen, während Apple den Vorteil hat, sein iOS auf nur wenige verfügbare Modelle anpassen zu müssen. So kann die vorhandene Hardware besser ausgenutzt, das letzte Quäntchen Leistung herausgequetscht werden. Damit erklärt sich auch die bei Apple häufig – im Vergleich zur Android-Konkurrenz – höhere Leistung. Apropos Hardware: Neben der verwendeten Prozessoreinheit ist auch der eingesetzte Grafikchip maßgeblich für die Leistungsfähigkeit des SoCs. Leider ist der Markt für SoCs – weil jünger – deutlich unübersichtlicher als der für Notebook-Hardware. Als Faustregel kann man getrost sagen: Je mehr Recheneinheiten der Grafickhip hat, desto höher die Leistung. Dabei spiegelt sich ein schneller Grafikchip besonders in einer hohen Spiele-Performance wider, sowie in der Fähigkeit, besonders hochauflösende Videos noch ruckelfrei wiedergeben aber auch aufnehmen zu können. Ein flotter Prozessor mit vier oder besser acht Kernen ist hingegen für eine verzögerungsfreie Bedienung, schnelles Zoomen sowie Multitasking nötig. Wichtig für ein rundes Erlebnis ist zudem auch die Taktfrequenz von Prozessor und Grafik. Allerdings sollte man sich hier nicht blenden lassen. Es gibt zuhauf Octa-Core-SoCs auf dem Markt, die hohe Taktfrequenzen haben, aber im alltäglichen Gebrauch weniger Leistung liefern als so manches Vierkern-SoC. Das liegt daran, dass die Leistung der einzelnen Kerne sehr unterschiedlich sein kann. Hier hilft nur der klare Menschenverstand, um nicht auf Herstellerangaben hereinzufallen. Denn ein Octa-Core-SoC in einem Smartphone für 200 Euro bietet selbstverständlich nicht die gleiche Performance wie ein Octa-Core-SoC in einem Gerät für 500 Euro.

Damit Sie sich nach dem Kauf nicht schwarz ärgern: Welches SoC ist das Richtige für Sie?

Nachdem die Grundlagen geklärt sind, dürfen Sie sich beruhigt der Frage widmen, welches SoC denn nun das richtige für Sie ist. Natürlich ist das SoC nur einer von vielen möglichen Gründen, die für oder gegen den Kauf eines Smartphones oder Tablets sprechen. Oft sind es Designgründe, Features wie ein wasserdichtes Gehäuse oder schlicht die Vorliebe für einen bestimmten Hersteller, welche die Kaufentscheidung maßgeblich beeinflusst. Hochgezüchtete Highend-SoCs wie sie in den Spitzenmodellen der Smartphone- und Tablet-Hersteller zum Einsatz kommen, lohnen sich insbesondere für Kunden, die unterwegs zocken möchten und dabei eine anständige 3D-Grafik erwarten. Denn ansonsten bieten bereits günstigere SoCs ein weitgehend verzögerungsfreies Bedienerlebnis. Insbesondere die Quad- und Octa-Core-SoCs von MediaTek sind sehr günstig im Preis und deshalb häufig auch in Smartphones oder Tablets für 200 Euro oder weniger zu finden. Die Wiedergabe und Wiedergabe von FullHD- sowie 4K-Videos ist selbst für günstigere Modelle heutzutage kein Problem mehr, es ist mittlerweile einfach Standard.

Doch auch im Smartphone- und Tablet-Segment gilt: Octa-Core ist nicht gleich Octa-Core. Zwar sind SoCs mit acht Kernen mittlerweile in allen Segmenten Standard, jedoch sind die Leistungsunterschiede zwischen Einsteiger-, Mittelklasse- und Highend-Segment erheblich. Oft kommen in Einsteiger- und Mitteklasse-Geräten Recheneinheiten zum Einsatz, die zwar sehr energieeffizient, aber dafür nicht besonders leistungsstark sind. In Highend-Geräten setzen die Hersteller hingegen auf einen Mix aus energieeffizienten und leistungsfähigen Kernen, um trotz hoher Leistung die Akkulaufzeit nicht zu sehr zu beeinträchtigen. Außerdem spielt die Größe des Arbeitsspeichers eine nicht unerhebliche Rolle. Als Faustregel gilt, dass weniger als zwei Gigabyte bei Android-Geräten nicht verbaut sein sollten, denn bereits das Betriebssystem reserviert einen recht großen Anteil davon für sich selbst, und es bleibt weniger für Anwendungen. Die Folge: Je länger das Gerät angeschaltet bleibt, desto schlechter wird die Performance, wird der Speicher zu knapp, fängt das Betriebssystem an, im Hintergrund laufende Anwendungen einfach zu beenden.

Auch die Akkulaufzeit ist ein nicht unerheblicher Faktor. Natürlich bieten Octa-Core-Prozessoren generell mehr Leistung als Quad-Core-Varianten, allerdings müssen dann die zusätzlichen Recheneinheiten auch mit Strom versorgt werden. Der Hersteller ARM, auf dessen Prozessortechnologie fast alle Smartphone- und Tablet-SoCs basieren, bietet dafür eine ebenso simple wie effektive Lösung an. Die sogenannte big.LITTLE-Architektur verbindet, wie der Name schon sagt, Rechenkerne mit hoher Leistungsfähigkeit und solche, die etwas weniger leistungsfähig sind, dafür aber auch weniger Strom verbrauchen. Solche Chips gibt es mit bis zu acht Kernen. Der Vorteil liegt auf der Hand: So sind im Stand-By-Modus und bei wenig rechenintensiven Aufgaben die langsameren und sparsameren Kerne aktiviert und wird die Leistung tatsächlich benötigt, sorgen die schnellen Prozessorkerne für einen Performanceschub Trotz der Fortschritte, die die Hersteller durch immer kleinere Fertigungstechnologien und effizientere Architekturen erzielt haben, ist der Stromverbrauch bei Highend-SoC immer noch deutlich höher als insbesondere bei Einsteiger-SoCs, weshalb Smartphones jenseits der 500 Euro oft viel größere Akkus als günstigere Geräte haben müssen.

Gaming-PCs im Hosentaschenformat?: Ein Ausblick

Für Neugierige ist die Entwicklung des SoC-Marktes recht spannend, denn der Markt ist noch äußerst umkämpft. Qualcomm hat sich zwar, was das Gesamtvolumen angeht, bei Android-Geräten zum Platzhirsch entfaltet, aber es gibt nichtsdestotrotz weiterhin eine Handvoll von anderen Unternehmen, die ebenfalls um Marktanteile konkurrieren und ein paar sehr interessante Modelle im petto haben.

Bei so viel Konkurrenzdruck ist es kein Wunder, dass einige Hersteller auf der Strecke bleiben. Sony-Ericsson beispielsweise stellte seine Nova-Thor-SoC-Modellreihe vor langer Zeit ein. Auch um Texas Instruments und seine OMAP-Serie ist es seit langer Zeit verdächtig still. Neue Konkurrenz strömt indes aus Asien heran. HiSilicon und MediaTek sind nur einige der Namen, die sich mittlerweile auf dem Markt etablieren konnten.

Abgesehen davon schreitet die technische Entwicklung weiter unaufhörlich voran. Auch wenn es unwahrscheinlich ist, dass in absehbarer Zeit SoCs mit 16 oder mehr Kernen für Smartphones oder Tablets erscheinen. SoCs haben hier nämlich das gleiche Problem wie Prozessoren für Notebooks: Die Möglichkeit zur Parallelisierung in Software ist begrenzt. Da es mittlerweile jedoch schon SoCs mit Taktfrequenzen weit über 2 GHz gibt, wird die Entwicklung in nächster Zeit vermutlich die Verbesserung der Leistung pro Takt sowie eine weitere Optimierung der Energieeffizienz zum Fokus haben. Denn wer will schon alle vier Stunden sein Smartphone an die Steckdose hängen? Highend-Smartphones sind schon heute Gaming-Maschinen im Taschenformat, die selbst Spiele in 4K-Auflösung flüssig darstellen können. Die kürzlich erschienenen mobilen Versionen der Battle Royale-Hits Fortnite und PuBG haben dies eindrucksvolle bewiesen.. Große Sprünge haben die Hersteller von Smartphone-SoCs in den letzten Jahren vor allem in den Bereichen Machine Learning und Künstliche Intelligenz (AI) gemacht. Viele SoCs verfügen über eigene neuronale Recheneinheiten, die durch Lernen des Nutzerverhaltens die Bedienung erleichtern und z.B. durch Abschalten wenig genutzter Prozesse die Akkulaufzeit verbessern können. So können moderne SoCs fast in Echtzeit das Bild, das im Kamerasucher angezeigt wird, analysieren und automatisch das optimale Einstellungspreset auswählen.

4K (Ultra HD) für die Hosentasche, das ist keine Zukunftsmusik mehr, sondern längst Realität. Wer jedoch aktuell ein Smartphone mit leistungsfähigem SoC sein Eigen nennen kann, braucht sich keine Sorgen zu machen: Bis auf die neuesten Spiele vielleicht sollte damit auch in einiger Zeit noch alles drin sein, inklusive FullHD-Film auf dem Smartphone. Da erscheint es absurd, dass nicht die aktuelle SoC-Technik der Flaschenhals für zukünftige Entwicklungen darstellt, sondern viel mehr die Akku-Technologie, die in den letzten Jahren keinen entscheidenden Sprung vorwärts gemacht hat. Zwar haben wir uns als Kunden daran gewöhnt, jeden Abend unser Smartphone an die Steckdose zu hängen, doch ist es weitgehend von Fortschritten in der Akku-Technik abhängig, ob die SoC-Technologie weiter in so großen Leistungsschritten voranpreschen kann.