Snapdragon ist der Markenname für eine Familie von integrierten Schaltkreisprodukten (IC), die von Qualcomm entworfen und vermarktet werden. Die Produktlinie umfasst Systeme auf einem Chip (SoCs), eigenständige Mobilfunkmodems und drahtlose Netzwerkschnittstellen-Controller (NICs). Snapdragon-markierte SoCs sind dafür ausgelegt, eingebettete Systeme wie Smartphones, Laptops und Fahrzeuge anzutreiben, und kombinieren eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), verschiedene digitale Signalprozessoren (DSPs) und oft ein Mobilfunkmodem in einem einzigen Paket für Kompaktheit und Effizienz. Diese Chips können Betriebssysteme mit grafischen Benutzeroberflächen wie Android und Windows ausführen und Signale von Mikrofonen, Kameras und drahtlosen Funkgeräten verarbeiten.
Die integrierte CPU in Snapdragon-SoCs basiert auf der ARM-Architektur und besteht aus einem oder mehreren Kernen. Diese Kerne sind entweder lizenzierte IP-Kerne, die von ARM Holdings entwickelt wurden, oder hauseigene Designs, die von Qualcomm selbst erstellt wurden. Mehrere Kerntypen können gleichzeitig verwendet werden, beispielsweise in einer big.LITTLE-Konfiguration. Die integrierte Adreno-GPU und das Mobilfunkmodem, sofern vorhanden, werden immer hauseigen von Qualcomm entwickelt.
Geschichte
Vor der Veröffentlichung
Qualcomm kündigte die Entwicklung seiner Scorpion-Zentraleinheit (CPU) im November 2007 an. Das Snapdragon-System auf einem Chip (SoC) wurde erstmals im November 2006 angekündigt und umfasste den Scorpion-Prozessor sowie andere Halbleiter, einschließlich Qualcomms erstem kundenspezifischen Hexagon-Digital-Signalprozessor (DSP). Laut einem Qualcomm-Sprecher wurde der Name „Snapdragon“ gewählt, weil „Snap and Dragon schnell und wild klangen“. Im Dezember 2006 erwarb Qualcomm Airgo Networks und beabsichtigte, Airgos 802.11a/b/g- und 802.11n-WLAN-Technologie in die Snapdragon-Produktlinie zu integrieren. Frühe Versionen des Scorpion-Kerns hatten ein Design, das dem von ARMs Cortex-A8 ähnelte.
2007–2013
Der erste Snapdragon-Chip wurde im November 2007 veröffentlicht. CNET hob seine relativ hohe 1-GHz-CPU-Taktfrequenz als den „Anspruch auf Ruhm“ des Produkts hervor, zu einer Zeit, als zeitgenössische Smartphone-Prozessoren üblicherweise mit 500 MHz liefen. Der Chip unterstützte eine Display-Ausgabe bis zu 720p-Auflösung, 3D-Grafikdarstellung und Kameras mit bis zu 12 Megapixeln. Bis November 2008 hatten 15 Gerätehersteller Snapdragon-Chips in ihre Unterhaltungselektronik eingebettet.
Im November 2008 präsentierte Qualcomm einen Tech-Demo-Prozessor und ein Netbook, das von Snapdragon angetrieben wurde. Der Prozessor verbrauchte weniger Strom als der zeitgenössische Intel Atom Z500, und das Netbook verwendete 1,5-GHz-Prozessoren und zielte auf Entwicklungsländer ab. Im Mai 2009 arbeitete Qualcomm mit Sun zusammen, um Snapdragon-spezifische Optimierungen für Java SE zu bringen. Qualcomm begann Ende 2009 mit der Verwendung eines 45-nm-Prozesses für die SoC-Produktion.
Bis Juni 2010 waren Snapdragon-Chips in 120 Produktdesigns in Entwicklung integriert. Im November 2010 kündigte Qualcomm den MSM8960 für LTE-Netze an. Apple, das eine dominante Position im Smartphone-Markt innehatte, integrierte Snapdragon in keines seiner Produkte, sodass der Erfolg von Snapdragon von konkurrierenden Android-Telefonen abhing. Unterstützung für Windows Phone 7 wurde im Oktober 2010 hinzugefügt. Bis 2011 war Snapdragon in Hewlett Packards WebOS-Geräten eingebettet und hielt einen Marktanteil von 50 % am 7,9-Milliarden-Dollar-Smartphone-Prozessormarkt. Ab Juli 2014 waren Snapdragon-Chips in 41 % der Smartphones eingebettet.
Snapdragon-Chips fanden auch Verwendung in Android-basierten Smartwatches und Fahrzeugen wie dem Maserati Quattroporte und dem Cadillac XTS. Anfang 2011 kündigte Qualcomm Krait an, eine hauseigene CPU-Mikroarchitektur, die den ARM-v7-Befehlssatz unterstützt. SoCs mit Krait wurden als S4 bezeichnet und unterstützten asynchrones symmetrisches Multiprocessing (aSMP), wodurch jeder Kern seine Taktfrequenz und Spannung basierend auf der Geräteaktivität anpassen konnte, um die Batterienutzung zu optimieren. Frühere Modelle wurden in S1, S2 und S3 umbenannt, um Generationen zu unterscheiden.
Die S4-basierte Generation begann im Februar 2012 mit dem MSM8960 ausgeliefert zu werden. In Gesamtsystem-Benchmarks erzielte der 8960 907 Punkte, verglichen mit 528 und 658 für das Galaxy Nexus bzw. das HTC Rezound. In einem Quadrant-Benchmark-Test erzielte ein Dual-Core-Krait-Prozessor 4.952 Punkte, während der Quad-Core-Tegra-3 knapp unter 4.000 lag. Die Quad-Core-Version, APQ8064, wurde im Juli 2012 verfügbar und war das erste Snapdragon-SoC, das die Adreno-320-GPU verwendete.
Im Juli 2011 erwarb Qualcomm bestimmte Vermögenswerte von GestureTek, um Gestenerkennungs-IP in Snapdragon-SoCs zu integrieren. Mitte 2012 kündigte Qualcomm das Snapdragon-Softwareentwicklungskit (SDK) für Android auf der Uplinq-Entwicklerkonferenz an und arbeitete mit Microsoft zusammen, um Windows Phone 8 für Snapdragon-Halbleiter zu optimieren. Ab Juli 2014 war der Marktanteil von Android auf 84,6 % gestiegen, und Snapdragon trieb 41 % der Smartphones an. Snapdragon-SoCs wurden auch in den meisten Windows-Telefonen und den meisten Telefonen verwendet, die Mitte 2013 auf den Markt kamen.
Auf der Consumer Electronics Show 2013 kündigte Qualcomm den Snapdragon 800 an und benannte frühere Modelle in die Serien 200, 400 und 600 um.
2014–heute
Das Debüt von Apples 64-Bit-A7-Chip im iPhone 5S zwang Qualcomm, eine konkurrierende 64-Bit-Lösung zu überstürzen, trotz der leistungsfähigen Performance des Snapdragon 800/801/805, da seine bestehenden Krait-Kerne nur 32-Bit waren. Die ersten 64-Bit-SoCs, der Snapdragon 808 und 810, wurden 2014 mit Cortex-A57- und Cortex-A53-Kernen überstürzt auf den Markt gebracht. Sie litten unter Überhitzung und Drosselung, insbesondere der 810, was Samsung dazu veranlasste, Snapdragon für sein Flaggschiff Galaxy S6 fallen zu lassen.
Die Einstiegsserie 200 wurde im Juni 2013 mit sechs neuen Prozessoren mit 28-nm-Fertigung und Dual- oder Quad-Core-Optionen erweitert. Im Februar 2015 benannte Qualcomm seine eigenständigen Modemprodukte unter dem Namen Snapdragon um und unterschied sie von SoCs mit einer „x“-Bezeichnung, wie dem X7- oder X12-Modem.
Anfang 2016 brachte Qualcomm den Snapdragon 820 auf den Markt, einen ARM-64-Bit-Quad-Core-Prozessor mit hauseigenen Kryo-Kernen, mit einer höher getakteten Variante als Snapdragon 821. Das SoC verwendete Samsungs 14-nm-FinFET-Prozess. Daneben veröffentlichte Qualcomm das Neural Processing Engine SDK, das KI-Beschleunigung unterstützt.
Das erste Snapdragon-Modem für 5G-Netze, das X50, wurde im Oktober 2016 angekündigt und Ende 2019 veröffentlicht. Der Octa-Core-Snapdragon 835 wurde am 17. November 2016 angekündigt und verwendete modifizierte Cortex-A73- und A53-Kerne und wurde auf Samsungs 10-nm-FinFET-Prozess gebaut.
Auf der Computex 2017 im Mai kündigten Qualcomm und Microsoft Pläne für Snapdragon-basierte Laptops mit Windows 10 an. Qualcomm arbeitete mit HP, Lenovo und Asus zusammen, um schlanke tragbare Geräte und 2-in-1-Geräte mit dem Snapdragon 835 herauszubringen.
Technologie
CPU-Architektur
Snapdragon-SoCs haben im Laufe der Jahre eine Vielzahl von CPU-Kernen verwendet. Frühe Modelle verwendeten Scorpion-Kerne, gefolgt von Krait, dann eine Mischung aus ARM-Cortex-Kernen und hauseigenen Kryo-Kernen. Der Wechsel zur 64-Bit-Computing kam mit dem Snapdragon 808 und 810, die Cortex-A57 und A53 verwendeten. Später wurden Kryo-Kerne Standard und boten kundenspezifische Leistungs- und Effizienzabstimmung.
GPU und DSP
Die hauseigene Adreno-GPU übernimmt Grafikdarstellung und Rechenaufgaben. Hexagon-DSPs verarbeiten Audio-, Sensor- und Kameradaten effizient. Diese Komponenten sind in das SoC integriert, um Stromverbrauch und Latenz zu reduzieren.
Modem und Konnektivität
Snapdragon-SoCs enthalten oft integrierte Mobilfunkmodems, die Technologien von 3G bis 5G unterstützen. Eigenständige Snapdragon-Modems wie das X50 sind ebenfalls verfügbar. WLAN- und Bluetooth-Konnektivität sind typischerweise integriert, mit Unterstützung für die neuesten Standards.
KI-Beschleunigung
Moderne Snapdragon-SoCs enthalten dedizierte KI-Beschleuniger wie den Hexagon Tensor Accelerator, die On-Device-maschinelles Lernen und Deep-Learning-Aufgaben ermöglichen. Das Neural Processing Engine SDK bietet Entwicklern Werkzeuge, um diese Fähigkeiten zu nutzen, und unterstützt Anwendungen wie Bilderkennung und natürliche Sprachverarbeitung.
Anwendungen
Smartphones und Tablets
Snapdragon-Chips treiben eine Vielzahl von Android-Smartphones und -Tablets an, von Budget- bis Flaggschiff-Modellen. Sie werden auch in Windows-Tablets und 2-in-1-Geräten verwendet.
Laptops und PCs
Mit dem Snapdragon 835 und späteren Modellen trat Qualcomm in den Windows-Laptop-Markt ein und bot immer verbundene PCs mit langer Akkulaufzeit und integriertem LTE oder 5G an.
Automobil
Snapdragon-SoCs werden in Fahrzeug-Infotainmentsystemen, fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und Telematik verwendet. Beispiele sind der Maserati Quattroporte und der Cadillac XTS.
Wearables und IoT
Snapdragon-Chips finden sich in Smartwatches, Fitness-Trackern und anderen Internet-der-Dinge-Geräten (IoT) und bieten Verarbeitungsleistung und Konnektivität in kompakten Formfaktoren.
Markt und Wettbewerb
Snapdragon konkurriert mit mobilen SoCs von Samsung (Exynos), Apple (A-Serie und M-Serie), Intel (für PCs) und AMD (für PCs). Im Smartphone-Markt hält Snapdragon einen bedeutenden Anteil, insbesondere im Android-Segment. Seine integrierten Modems und KI-Fähigkeiten sind wichtige Unterscheidungsmerkmale.
Siehe auch
Referenzen
Dieser Artikel basiert auf Informationen aus öffentlichen Quellen, einschließlich Wikipedia (CC BY-SA).