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Grafikleistung: Das iPhone gegen Spielekonsolen

04.03.2015 | 10:32 Uhr |

Aktuelle Smartphones wie das iPhone haben fast die gleiche Grafikpower wie Spielekonsolen. Wir sprachen mit den Machern des iPhone-Grafikchips.

Das Erstaunliche bei den Handy-Grafikprozessoren: die aktuellen Modelle haben inzwischen die Grafikleistung von Spielekonsolen wie der Playstation 3 überholt. Doch im Smartphone gibt es spezielle Herausforderungen, die nicht so leicht zu beseitigen sind.
 
Nah an Konsolen und doch abgeschlagen
 
Die größte Engstelle der Smartphones ist die Speicherbandbreite. Während Grafikkarten in Computern hier bei stärkeren Modellen bis zu 300 Gigabyte pro Sekunde zwischen Speicher und GPU übertragen, liegt die Speicherbandbreite von aktuellen Smartphones eher bei rund 12 Gigabyte/s. Dazu muss sich die Grafikeinheit den knappen Arbeitsspeicher mit dem Rest des Systems teilen. Dedizierten Grafikspeicher gibt es nicht. Mit Tricks wie Texturkompression können Smartphone-GPUs den nötigen Datendurchsatz zwischen GPU und Speicher drastisch reduzieren. In der nächsten Zukunft sind hier aber leider keine großen Sprünge zu erwarten. Denn Speicherbandbreite ist laut Imagination Technologies extrem stromhungrig. Bei PC-Grafikkarten gibt es Netzteilpower und Kühlung nach Belieben, beim Smartphone ist das ganz anders. Verbesserungen sind hier nur in kleinen Schritten in Sicht, Spielekonsolen und Gaming-PCs sind in diesem Sektor also für lange Zeit uneinholbar.

Auf dem MWC zeigt Imagination Technologies Grafikdemos auf Apple-Geräten, die die GPUs des Herstellers nutzen.
Vergrößern Auf dem MWC zeigt Imagination Technologies Grafikdemos auf Apple-Geräten, die die GPUs des Herstellers nutzen.

 
Zu viele Pixel
 
Ein aktueller Trend, den Apple einst selbst begründete, entwickelt sich langsam zum Grafikproblem: die Jagd nach immer mehr Pixeln auf dem Display. Denn je mehr Pixel der Grafikprozessor ansteuern muss, desto schwieriger wird es für die GPU. Beim iPhone 6 Plus müssen mehr als 2,5 Mal so viele Pixel dargestellt werden als noch beim iPhone 5S . Dies erhöht die nötige Pixelfüllrate und den Speicherbedarf für die Grafik um den gleichen Faktor. Die Auflösung wird also zu einem hohen Preis erkauft. Entweder wird die GPU stärker ausgelastet oder es muss eine kräftigere Version eingebaut werden. Beides bedeutet: schon die reine Darstellung der Nutzeroberfläche verbraucht mehr Strom und verkürzt die Akkulaufzeit. Immer höhere Pixeldichte ist also dann ein technischer Nachteil, wenn es für den Nutzer keinen sichtbaren Vorteil mehr gibt.
 
Stromhunger
 
Laut Imagination Technologies ist die Grafikeinheit der größte Stromfresser der Smartphone-Innereien. Bei aufwändigen Spielen nutzen Grafikchip und Speichercontroller (der vor allem von der Grafik ausgelastet wird) rund 80-90 Prozent der rund 2,5 Watt maximaler Leistungsaufnahme des SoC, also der Einheit aus CPU, GPU, Speichercontroller und weiteren Komponenten, die in einem Chip untergebracht sind. Das ist zwar einerseits enorm effizient, da schnelle Grafikkarten in PCs mehr als die 100-fache Leistungsaufnahme erreichen, andererseits bleiben grafikintensive Spiele am iPhone auf lange Sicht weiterhin Akkufresser.

Imagination Technologies zeigt mit dieser Grafik, wie Hersteller je nach Anforderung die richtige GPU finden
Vergrößern Imagination Technologies zeigt mit dieser Grafik, wie Hersteller je nach Anforderung die richtige GPU finden
© Imagination Technologies

 

Schneller dank Metal und Co.
 
Khronos, das Konsortium, das Open-GL-Standards verabschiedet, hat während des Mobile World Congress die neue Version „Vulkan“ vorgestellt. Eine schlankere Grafik-API für Smartphones, Spielekonsolen und PCs. Denn die Grafikschnittstelle ist neben dem Grafikprozessor einer der wichtigsten Faktoren, der letztlich die Leistung der Grafikausgabe bestimmt. Open GL gibt es im Kern seit über 20 Jahren, entsprechend viele Altlasten schleppte die Grafikschnittstelle mit sich herum. Apple hat mit Metal eine eigene Grafik-API vorgestellt, die wesentlich schlanker und effizienter arbeitet. auch deren Treiber beansprucht weniger Speicher und CPU-Platz als Open GL. Auf dem PC hatte Grafikkartenhersteller AMD mit Mantle eine schlankere Alternative zum klassischen Direct X in Stellung gebracht und auch Microsoft selbst will mit Direct X 12 alten Ballast abwerfen. Den ersten Infos nach basiert Open GL Vulkan in Teilen auf Mantle, das AMD nun einstellen will. Für die Nutzer ist diese Entwicklung nur positiv. Sie erhalten schönere Spiele auf den gleichen Geräten.
 
 

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