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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 einer einzelnen Recheneinheit. Freilich hat 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 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 sowie das mobile Windows von Microsoft müssen 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 – etwas bescheidenere Hardware-Ausstattung. 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 Kerne Prozessor- und Grafikeinheit haben, 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 zwei oder besser vier Kernen ist hingegen für eine verzögerungsfreie Bedienung, schnelles Zoomen sowie Multitasking nötig.

Während auf dem Desktop- und Notebook-Markt 64-Bit-Prozessoren bereits seit Jahren gängiger Standard sind, kommen bei Smartphones und Tablets häufig noch Prozessoren mit 32-Bit-Architektur zum Einsatz. Doch auch hier gibt es Entwicklungen: Neben Qualcomm bietet auch ARM selbst mittlerweile 64-Bit-Prozessoren an, die noch mehr Leistung versprechen.

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-Core-SoCs von MediaTek sind sehr günstig im Preis und deshalb häufig auch in Smartphones oder Tablets für 200 Euro oder weniger zu finden. Doch selbst ein SoC mit Dual-Core-Prozessoreinheit ist für die meisten Zwecke ausreichend. Die Wiedergabe von FullHD sowie 4K-Videos (und die Aufnahme selbiger) ist selbst für günstigere Modelle heutzutage kein Problem mehr, es ist mittlerweile einfach Standard.

Doch auch im Smartphone- und Tablet-Segment gilt: Quad-Core ist nicht gleich Quad-Core. Die zur Zeit fast in allen Spitzengeräten verwendeten Qualcomm-SoCs mit vier Kernen deklassieren einfachere Chips beispielsweise auf ARM-Cortex-Basis mühelos und sind in vielen Anwendungen weit mehr als doppelt so schnell, selbst bei ähnlich hoher Taktfrequenz. Außerdem spielt die Größe des Arbeitsspeichers eine nicht unerhebliche Rolle – genau die ist jedoch unabhängig vom verwendeten SoC. Faustregel: Weniger als ein Gigabyte sollte bei Android-Geräten nicht verbaut sein, denn bereits das Betriebssystem reserviert einen recht großen Anteil davon für sich selbst, so 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. Wer da gerade zum E-Mails checken seinen Video-Player minimiert, der darf im ungünstigsten Fall die richtige Stelle zum Fortsetzen des Filmes selbst suchen – Android hat den Video-Player in der Zwischenzeit beendet.

Auch die Akkulaufzeit ist ein nicht unerheblicher Faktor. Natürlich bieten Quad-Core-Prozessoren mehr Leistung als Dual-Core-Varianten, allerdings müssen dann eben auch vier Recheneinheiten mit Strom versorgt werden, so dass man dem Akkustand förmlich beim Sinken zusehen kann. Einige Hersteller haben darauf bereits mit interessanten Ansätzen reagiert. ARM zum Beispiel bietet für alle Hersteller von SoCs die big.LITTLE-Techologie an. Unter dieser wenig greifbaren Bezeichnung fasst ARM SoCs zusammen, die sowohl einige Rechenkerne mit hoher Leistungsfähigkeit besitzen sowie solche, die etwas weniger leistungsfähig sind, dafür aber auch weniger Strom verbrauchen. Solche Chips gibt es sogar 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, wird die Leistung tatsächlich benötigt, sorgen die schnellen Prozessorkerne für einen Leistungsschub. Ähnlich geht NVIDIA bei seinen Tegra-SoCs und Samsung bei Exynos Chips vor. Die vier leistungsstarken Rechenkerne werden von einem fünften „Hilfskern“ unterstützt, der immer dann zum Einsatz kommt, wenn hohe Leistungsfähigkeit gerade nicht vonnöten ist. Darum ist es besonders bei Smartphones und Tablets mit fest verbautem Akku ratsam, auf einen SoC zu setzen, der eine günstige Energiebilanz vorweisen kann. Denn mit der Zeit nimmt auch die Kapazität des Akkus ab.

Gaming-PCs im Hosentaschenformat?: Ein Ausblick

Für Neugierige ist die Entwicklung des SoC-Marktes äußerst spannend, denn der Markt ist noch äußerst umkämpft. Momentan ist nicht absehbar, dass ein Unternehmen den Markt für sich dominieren kann, wie es Intel im Desktop- und Notebook-Bereich tut. Intel selbst hat den SoC-Markt mittlerweile auch für sich entdeckt und bietet weiter energieoptimierte Atom-Prozessoren für Tablets und Smartphones an, die nicht auf die ARM-Technik, sondern auf die von Notebooks und PCs bekannte (und in der Theorie leistungsfähigere) x64-Architektur setzt. Auch AMD scheint in diesem Bereich wieder Fuß fassen zu wollen – das entbehrt nicht einer gewissen Ironie, weil der Hersteller erst vor wenigen Jahren seine SoC-Grafikmarke an Qualcomm („Adreno“ist nicht zufällig ein Anagramm für „Radeon“) verkauft hat.

Bei so viel Konkurrenzdruck ist es kein Wunder, das einige Hersteller auf der Strecke bleiben. ST-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 Allwinner sind nur einige der Namen, die man in Zukunft wahrscheinlich häufiger lesen wird, auch wenn ein großer Anteil an Herstellern momentan auf SoCs der amerikanischen Firma Qualcomm setzt.

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. Selbst die Sinnhaftigkeit von Octa-Core-Prozessoren erscheint da fraglich. 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 Tablet an die Steckdose hängen? Dass Smartphones in Kürze zu Gaming-Rechnern im Taschenformat evolvieren scheint indes fraglich, selbst leistungsfähige Notebook-Chips haben ihrerseits noch Probleme mit hohen Auflösungen und Details. Und hohe Auflösungen sind im Tablet- und Smartphone-Bereich längst gängig, aktuelle Chips unterstützen bereits Auflösungen jenseits von FullHD, so dass der nächste Entwicklungssprung vor allem in Sachen Display-Auflösung zu erwarten ist.

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, das 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.

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