Aufholjagd: ARM schließt Performance-Lücke zu Intel

Mit dem Smartphone- und Tablet-Boom ist es ARM gelungen, den Sprung vom eingebetteten Prozessor, der irgendwo im Gerät Steuerungsaufgaben erledigt, zum Hauptprozessor zu vollziehen, auf dem Betriebssystem und Anwendungen laufen. Stolz verwies Ian Drew, Executive Vice President Marketing & Business Development, im Interview darauf, dass dieses Jahr voraussichtlich mehr Tablets und Laptops auf ARM-Basis als auf Intel-Basis ausgeliefert werden.

Dennoch hängen auch die schnellsten aktuellen ARM-Prozessoren ein oder zwei Technologie-Stufen hinter Intels x86-Prozessoren wie dem in der Performance mit ARM-Prozessoren vergleichbaren, aber (zumindest nach Intel-Angaben inzwischen) effizienterem Atom oder dem im Vergleich zu ARM und Atom deutlich schnelleren Core i3/i5/i7 in der aktuellen Generation Ivy Bridge zurück. Der Tegra 3 von nVidia, der unter anderem im Microsoft Surface-Tablet steckt, enthält beispielsweise vier Cortex-A9-Kerne, die pro Takt bis zu zwei 32-Bit-Befehle dekodieren können, und wird in einem 40-Nanometer-Prozess hergestellt. Ivy Bridge kann im Optimalfall pro Takt vier 64-Bit-Befehle dekodieren und wird in einem 22-Nanometer-Prozess produziert, der die kostbare Chipfläche gut dreimal besser ausnutzt.

Ziel von ARM war immer geringer Stromverbrauch und gute Integration

Nvidia Tegra 3
Bild: Nvidia Einer der Gründe für den Rückstand ist, dass ARM in der Vergangenheit mehr auf geringen Stromverbrauch und gute Integrierbarkeit der Prozessoren und Kerne hin optimierte, weniger auf hohe Performance und schnellstmögliche Release-Zyklen. Der Weg vom Chip-Design über den Integrator (z.B. Qualcomm oder nVidia), über Chip-Auftragsfertiger und Smartphone- oder Tablet-Hersteller zum Kunden war lang.

Doch ARM schickt sich an, den Rückstand mit Siebenmeilenstiefeln aufzuholen. Der aktuelle Cortex-A15, der beispielsweise im Tegra 4 stecken wird, schafft drei Befehle auf einmal statt derer zwei. Der bevorstehende Cortex-A57 bringt erstmalig einen 64-Bit-Befehlssatz und zugleich weitere Performance-Optimierungen für 32-Bit-Code. Zudem testet ARM mit dem Chip-Auftragsfertiger Globalfoundries die Herstellung des A57 im aktuellen 28-Nanometer-, im bevorstehenden 20-Nanometer- und im projektierten 14-Nanometer-Prozess. Entsprechend weniger Zeit werden künftig die Integratoren verlieren, wenn sie ARM-Kerne mit weiteren Funktionseinheiten (zum Beispiel Modems, Grafik, Audio- und Video-De- und -En-Coder usw.) ergänzen und dann zum Chip-Fertiger schicken.

Weitere wichtige Felder, in denen sich ARM entwickeln will, sind der Stromverbrauch und die Grafik-Fähigkeiten, siehe nächste Seite.