ARM: Prozessor-Architektur für Smartphones, Tablets & Co.

Ob Tablet oder Smartphone - in beiden Geräte-Kategorien finden sich in der Regel Prozessoren mit ARM-Architektur: Im Jahr 2011 besaßen über 90 Prozent aller hergestellten Handys und Smartphones einen Prozessor auf ARM-Basis. Das britische Unternehmen ARM dominiert den Markt für Smartphone- und Tablet-Prozessoren, obwohl es selbst gar keine Chips herstellt.

Fast in jedem Smartphone steckt heute ein ARM-Prozessor Vielmehr konstruiert ARM Designs für Prozessoren und anwenderspezifische integrierte Schaltungen für seine Auftraggeber. Diese fertigen die Chips dann selbst oder lassen sie von Unternehmen aus der Halbleiter-Industrie herstellen. Dafür zahlt der Lizenznehmer pro hergestelltem Chip eine Gebühr an ARM. Viele Lizenznehmer von ARM-Designs nutzen diese als Bausteine für die Entwicklung eigener komplexerer Systeme.

Zu den Kunden der Briten zählen etwa Apple, Samsung und HTC sowie selbst die CPU-Hersteller-Schwergewichte Intel und AMD.

Tegra, Snapdragon und OMAP nutzen ARM-CPU

In der Regel werden in Smartphones und Tablets sogenannte Ein-Chip-Systeme (System on a Chip: SoC) eingesetzt wie etwa die Plattformen Nvidia Tegra, Qualcomm Snapdragon und Texas Instruments OMAP. Diese enthalten neben neben Prozessor-Kernen auch einen Grafik-Prozessor und weitere Elemente. Im Smartphone-Bereich sind OMAP und Snapdragon weit verbreitet, Tegra-Chipsätze finden sich vor allem in Tablets. Texas Instruments hat allerdings angekündigt, sich aus dem Markt für Smartphone- und Tablet-Chips zurückziehen zu wollen.

Dabei muss es nicht so sein, dass ein Handy-Hersteller nur auf eine SoC-Plattform setzt: So verbaut Samsung je nach Modell entweder OMAP, Snapdragon, Tegra oder setzt auf Eigenentwicklungen. Denn der koreanische Konzern fertigt auch noch seine selbst entwickelte ARM-basierte SoC-Plattform Exynos, die etwa im Samsung Galaxy S3 verbaut ist. Zudem stellt das Unternehmen Systeme für Konkurrenten her, wie etwa A4, A5 und (aktuell) A6 für Apple. Diese haben die Kalifornier auf ARM-Basis für den Einsatz in iPhone, iPod und iPad entwickelt.

Windows RT: Auch Microsoft setzt auf ARM

Selbst Microsofts Windows gibt es mittlerweile in einer für ARM-Architekturen kompatiblen Version: Windows RT. Für seinen Einstieg in den Tablet-Markt war es für das Unternehmen aus Redmond mehr oder weniger unumgänglich, auch eine Betriebssystem-Variante für ARM-basierte Geräte anzubieten. Nun gibt es zwei Varianten von Windows-Tablets: Einerseits Geräte auf ARM-Basis mit Windows RT und andererseits Geräte auf Basis von Intels x86-Architektur - welche seit 20 Jahren den PC-Bereich dominiert - mit Windows 8.

Durch die Verfügbarkeit von Windows RT könnten ARM-basierte Prozessoren auch den Sprung in die Welt von Desktop-PCs und Notebooks finden. Bisher haben beispielsweise Netbooks mit ARM-Prozessoren wenig Verbreitung gefunden, was auch dadurch befördert wurde, dass nur Linux-Distributionen als mögliche Betriebssysteme zur Verfügung standen.

Spezialist für mobile Geräte und eingebettete Systeme

Prozessoren mit ARM-Architektur sind vor allem auf einen geringen Stromverbrauch ausgelegt, eine notwendige Anforderung nicht nur in Handys, sondern auch vielen anderen Geräten wie Druckern, Routern, Fernsehern, Festplatten, TV-Set-Top-Boxen oder Spielekonsolen sowie auch weiteren tragbaren Geräten wie Digital-Kameras, Audio/Video-Player, Spiele-Handhelds oder Navigationsgeräte. Dabei gibt es natürlich erhebliche Unterschiede in Rechenpower und Strombedarf zwischen den verschiedenen Geräte-Kategorien. Während die in Highend-Smartphones eingesetzten Systeme häufig Taktraten von mehr als 1 GHz und mehrere Prozessor-Kerne aufweisen, gehören auch zahlreiche Prozessoren und Mikrocontroller mit deutlich abgespeckteren Leistungsdaten zum Sortiment von ARM.

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