Löwenmaul

Die kommenden Netbooks mit ARM-Chips, international generisch als "Smartbooks" bezeichnet (siehe Kasten "Juristisches"), sind in aller Munde – insbesondere die Linux-Welt erhofft sich viel davon: Da es sich hier nicht um eine x86-Architektur handelt, kann Microsoft diesmal weder seinen riesigen Softwarepool noch die Treiberunterstützung für nahezu alle Geräte als Totschlagsargument für Windows und gegen Linux gebrauchen. Für ARM bietet Microsoft lediglich Windows CE an, das mit Windows für x86 allerdings wenig mehr als den Namen gemein hat. Die Treiberdecke dafür fällt dünn aus, das Softwareportfolio erscheint im Vergleich zu x86-Windows (oder auch Linux und Mac OS X) winzig. Beim Einstecken von Druckern, DVB-T-Sticks, Webcams oder sonstigen USB-Geräten in Windows-CE-basierende Computer sind lange Gesichter also ebenso vorprogrammiert wie bei der Suche nach dem "unverzichtbaren" Windows-Programm.

Linux hingegen hat einen äußerst beachtlichen Treiber- und Software-Pool vorzuweisen, zum Großteil quelloffen und portabel, sodass Linux auf ARM fast genausogut läuft wie auf x86 – schon heute ist es auf zahllosen ARM-basierten Embedded-Geräten im Einsatz. Zusätzlich zu Linux und Windows CE läuft auf den ARM-Netbooks auch noch Google Android – entsprechende Prototypen waren schon auf der Computex zu sehen – sowie zukünftig das von Google angekündigte Chrome OS. Letzteres, das genau wie Android letztendlich auf Linux aufsetzt, wird sich laut Aussage von Google besser für Notebooks eignen als das primär auf Smartphones ausgelegte Android.

Die Zeichen stehen also auf Umbruch, nicht nur in der Softwarewelt: Mit der günstigen und stromsparender Atom-CPU versucht Intel den Vorstoß in den Embedded-Bereich, der bislang als Domäne von MIPS, PPC und ARM galt. Es erweckt fast den Eindruck, dass die ARM-Entwickler dies als Kriegserklärung sahen und sich als Antwort darauf jetzt ihrerseits "nach oben" in Richtung Allzweck-Prozessor entwickeln wollen – bisher das Kerngeschäft von Intel und AMD. Seit der Vorstellung des leistungsfähigen Cortex-A8-Kerns überschlagen sich Freescale, Marvell, Texas Instruments und Qualcomm geradezu mit der Vorstellung leistungsfähiger ARM-CPUs mit Taktraten im GHz-Bereich. Inzwischen präsentierte ARM schon das Cortex-A9-Design [1] mit dem Codenamen "Osprey", die erste ARM-Variante mit Out-of-order-Execution, zwei Kernen und Taktfrequenzen bis zu 2 GHz. Der Stromverbrauch soll bei lediglich 1,9 Watt liegen, die Produktion entsprechender Chips dürfte jedoch noch etwas dauern.

Wir trafen uns mit Georg Schweighofer, dem Marketing-Director von Qualcomm für Europa, zu einem Gespräch über Qualcomms neuen Snapdragon-ARM-Chip, ARM-Netbooks und Linux.

Abbildung 1: Georg Schweighofer von Qualcomm.

Chipfragen

Der eindrucksvoll klingende Name "Snapdragon" ist nichts anderes als die englische Bezeichnung der hierzulande als Löwenmaul bekannten Blume. Uns interessierte der Aufbau des Chips (Abbildung 2) und Qualcomms Roadmap dafür. Momentane Versionen des Snapdragon sind mit bis zu 1 GHz Takt erhältlich und in 65 Nanometer gefertigt. Es gibt den QSD8250 mit HSDPA-, UMTS-, EDGE-, GPRS- und GSM-Mobilfunk-Unterstützung sowie die QSD8650-Version, die zusätzlich noch das in den USA populäre, von Qualcomm maßgeblich entwickelte CDMA unterstützt (Qualcomm nennt dies "Worldmode" oder "Multimode").

Qualcomm schickt momentan an seine Partner erste Samples der Dualcore-Version QSD8672 mit 1,5 GHz. Diese Variante soll dank einer Verkleinerung auf 45 Nanometer Strukturgröße nicht arg viel mehr Strom verbrauchen als der aktuelle QSD8650. Zusätzlich zum Dualcore-Snapdragon soll es dann auch eine 1,3GHz/45nm-Version des Singlecore-QSD8250/8650 mit dem Namensanhängsel "A" geben, die 30 Prozent weniger Strom verbraucht.

Abbildung 2: Qualcomms "Snapdragon" ist das Herzstück der kommenden ARM-Netbooks.

Qualcomm hat in den Chip zusätzlich zum "Scorpion" genannten, Cortex-A8-ähnlichen superskalaren ARM-Kern eine Menge zusätzlicher Gadgets integriert: So finden sich hier ein integrierter Speichercontroller (für stromsparendes, teures Low-Power- oder leistungsfähiges, günstiges DDR-RAM) sowie ein Mobilfunk-Kern mit Unterstützung für GPS, Bluetooth und WLAN. Ebenfalls mit an Bord sind ein mit 600 MHz getakteter DSP aus eigener Produktion sowie ein Imageon-3D-Grafikchip. Hierfür hat Qualcomm Anfang 2009 ATI das Entwicklerteam und die Rechte an dem Grafikkern abgekauft. Der weiterentwickelte Imageon im Snapdragon zeichnet 22 Millionen Dreiecke und 133 Megatexel pro Sekunde und bietet Unterstützung für OpenGL ES 2.0 und 1.1. Er soll Qualcomm zufolge nicht nur 3D, sondern auch Flash beschleunigen, was auf internetfähigen Geräten heutzutage ein Muss darstellt.

Das SoC ist sehr hoch integriert; Schweighofer schwärmt, dass zum Bau eines Snapdragon-Systems – neben dem Speicher – nur drei Chips nötig seien: Der Snapdragon, ein HF-Chip für die Funkanbindung sowie ein Power-Management-Chip, der die Spannungen regelt. Durch diese sehr hohe Integrationsdichte lassen sich äußerst stromsparende, kleine und dennoch günstige mobile Geräte produzieren.

Entwicklungsgeschichte

Wir fragen, warum Qualcomm nicht einfach wie die meisten anderen Hersteller einen fertigen ARM-Core lizenzierte, sondern extra eine ARM Architectural License zur Entwicklung eigener Kerne beantragt hat. Schweighofer erzählt, dass man nach guten Erfahrungen mit fertigen ARM-Kernen in der Qualcomm-7000er-Serie der Meinung war, dass hier noch viel Optimierungspotential sei, insbesondere in Sachen Stromsparen. Zusätzlich war die ebenfalls schon hoch integrierte 7000er-Serie mit 528 MHz bei den Abnehmern ein großer Erfolg.

So entschloss sich das Unternehmen, "den nächsten Schritt zu machen", wie es Schweighofer ausdrückt. Um das zu ermöglichen, beantragte Qualcomm die notwendige Architectural License und übernahm einige Chip-Entwickler von IBM. Diese entwarfen dann in jahrelanger Arbeit den Snapdragon, der trotz verdoppelter Taktrate immer noch sehr wenig Strom verbraucht.