Warum ist mein Telefon langsamer als mein PC? Smartphone vs. Desktop-Geschwindigkeiten erklärt

Das Smartphone in Ihrer Tasche ist leistungsstark. Es ist leistungsfähiger als eine große Anzahl von heute nicht mehr existierenden Supercomputern, und einige moderne auch. Eine andere leicht verfügbare Tatsache ist, dass "Ihr Handy mehr Computerleistung hat als die gesamte NASA im Jahr 1969, als es zwei Astronauten auf den Mond brachte".

Moderne Smartphone-Mikroprozessoren bleiben jedoch immer noch hinter der leistungsstarken Verarbeitung Ihres Laptops oder Desktops zurück. Aber ist es nicht die gleiche Technologie? Schauen wir uns den Unterschied zwischen Ihrem Smartphone und dem Desktop-Prozessor an.

Smartphone-Prozessor vs. Desktop-Prozessor

Die Zahlen sind ähnlich und die Namen auch. Prozessoren werden in zwei Klassen eingeteilt: Mobil und Desktop.

Mobile Mikroprozessoren verwenden weitgehend dieselbe Terminologie wie ihre Desktop-Gegenstücke, unterscheiden sich jedoch. Darüber hinaus ist das "mobile" Tag etwas irreführend, da es ein so breites Spektrum von Geräten abdeckt. Smartphones, Laptops, Internet of Things (IoT) -Geräte und mehr.

Verschiedene Hersteller bedienen auch den Mobil- und Desktop-Markt, wobei die weitere Fragmentierung je nach Hardwaretyp erfolgt. Zum Beispiel haben die großen Player auf dem Desktop-Chip-Markt, Intel und AMD, auf dem Markt für Smartphone-Mikroprozessoren nicht viel zu sagen. Beide Hersteller verkauften ihre Smartphone-Geschäftsbereiche und entschieden sich gegen den Wettbewerb mit Qualcomm, Apple, Samsung und anderen Giganten der Herstellung mobiler Chips.

Es gibt Gerüchte über einen AMD-Smartphonechip für 5G-Geräte, aber dies sind zum Zeitpunkt des Schreibens immer noch Gerüchte. Vor langer Zeit haben Intel Atom-Chips eine Handvoll Asus Zenfone-Modelle mit Strom versorgt. Im Gegensatz zu AMD hat Intel jedoch keine Pläne, sich für den 5G-Smartphone-Markt zu entwickeln.

Unterschiede zwischen mobilen Prozessoren und Desktop-Prozessoren

Es gibt einige wesentliche Unterschiede zwischen Smartphone-Prozessoren und Desktop-Prozessoren. Diese konzentrieren sich auf:

• CPU-Architektur
• Befehlssatz-Architektur
• Kraft und Wärme

Schauen wir uns diese Prozessorunterschiede genauer an.

1. CPU-Architektur: System auf einem Chip

Wenn wir über eine Desktop-CPU sprechen, beziehen wir uns immer auf diese bestimmte Hardware. Eine Desktop-CPU ist das Gehirn des Computers . Wenn wir über eine Smartphone-CPU sprechen, bezieht sich der Begriff "Prozessor" genauer auf die SoC-Architektur (System on a Chip). Wie unterscheiden sie sich?

Nun, der SoC ist ein einzelner Chip, dessen Größe variieren kann. Er enthält eine CPU, eine GPU (eine Grafikverarbeitungseinheit, eine weitere separate PC-Komponente), verschiedene Funkgeräte, Sensoren, Sicherheitsschichten und Gerätefunktionen. Hersteller packen all diese Funktionen in einen einzigen Chip .

Das folgende Bild zeigt die Exynos 990 SoC-Funktionen des Samsung Galaxy S20.

Das ist viel Schlagkraft und erfordert viel Kraft. Bedenken Sie nun, dass alle diese Komponenten separate Hardwarekomponenten auf einem Desktop sind, und fahren Sie mit dem nächsten Abschnitt fort.

2. Befehlssatzarchitektur: ARM vs. X86

Der zweite zu berücksichtigende Aspekt der CPU-Architektur ist das gesamte CPU-Design. Intel lizenziert sein x86-CPU-Design an AMD und VIA Technologies. AMD sind bekannt; Hast du jemals von VIA gehört?

Unabhängig davon dominiert das Intel-Design den Markt für Desktop-Prozessoren. x86-CPUs sind für High-End-Rechenleistung ausgelegt und können Millionen von Anweisungen ausführen. Und weil Ihr Desktop-Computer Strom direkt aus dem Sockel bezieht, kann die CPU wild werden, was zu leistungsstärkeren Maschinen (und mehr Wärme!) Führt.

Smartphones sind anders. ARM entwirft und lizenziert die meisten Smartphone-Prozessoren an Hersteller wie Qualcomm, Apple usw. Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, zu wissen, dass das Design eines ARM-Smartphone-Mikroprozessors sowohl die Leistung als auch die Akkulaufzeit fördert und nicht die Leistung einer Desktop-CPU. Hier ist der Grund.

• ARM-SoC-CPUs verwenden das sogenannte Reduced Instruction Set Computing (RISC). RISC-Befehlssätze sind kleiner, benötigen weniger Energie für die Verarbeitung und sind schnell abgeschlossen. Dadurch werden Systemressourcen freigesetzt oder das Gerät kann im Leerlauf betrieben werden, um Batterie zu sparen.
• Intel x86-CPUs verwenden das sogenannte Complex Instruction Set Computing (CISC). CISC-Befehlssätze sind erheblich komplexer und addieren Zeichenfolgen, die mehrere Befehle enthalten.

Darüber hinaus verwenden alle modernen CPUs einen sogenannten Mikrocode.

Mikrocode ist der Typ des internen CPU-Codes, der der CPU mitteilt, welche Aktionen auszuführen sind, und die Operationen in winzige Anweisungen unterteilt. Mikrocode funktioniert aber auch auf RISC-CPUs anders. Da RISC-Anweisungen bereits vergleichsweise klein sind, ist ihre Aufteilung in kleinere Mikrocode-Operationen schneller.

3. Kraft und Wärme

Das CPU-Marketing sagt uns, dass wir uns die Anzahl der Kerne und die Taktrate des Prozessors ansehen müssen. Die Werte der Smartphone-Prozessoren unterscheiden sich jedoch in zweierlei Hinsicht: Erstens korrelieren sie nicht mit Desktop-CPU-Messungen, und zweitens sind sie aus diesem Grund etwas irreführend. Die Zahlenwerte veranschaulichen nicht die andere wichtige Seite von Smartphone-CPUs: Stromerzeugung versus Wärmeableitung.

Wenn der Prozessor läuft, erzeugt er Wärme – viel davon. Eine Desktop-CPU leitet die Wärme über einen Lüfter oder einen Kühlkörper ab. Ihre Smartphone-CPU hat nicht den gleichen Luxus. Außerdem sind die Smartphone-CPUs auf engstem Raum verpackt, manchmal in Ihrer heißen Tasche, neben Ihrem heißen Bein, an einem heißen Tag … es wird richtig heiß.

Hersteller von Smartphone-CPUs wissen dies und begrenzen daher die Gesamtgeschwindigkeit, mit der der Prozessor ausgeführt werden kann. Eine Desktop-CPU kündigt möglicherweise ihre konstante Laufgeschwindigkeit an, während eine Smartphone-CPU wahrscheinlich ihre theoretische maximale Kapazität ankündigt.

Nehmen Sie dieses Beispiel. Die durchschnittliche Intel i7-CPU erzeugt rund 65 Watt Wärme. Eine ARM-basierte SoC-CPU produziert nur etwa 3 W – etwa 22 Mal weniger als der Intel-Chip. Um Intel gegenüber fair zu sein, vergleichen wir eine Traube mit einer Wassermelone. Die neuesten Intel Atom-Chips (für Mobil- und Smartphone-Geräte entwickelt) haben erwartungsgemäß eine viel bessere Wärmeableitung.

Theoretisch könnte ARM SoC-CPUs für Smartphones entwickeln, die die Taktrate erheblich erhöhen – aber Ihr Smartphone und sein Akku werden sich kritisch überhitzen und sterben. Und die guten Leute bei ARM wollen das wirklich nicht.

Die Desktop-Erfahrung

In einigen Fällen ersetzen Smartphones Desktop- und Laptop-Lösungen . Neuere Mobilteile können problemlos Multitasking ausführen und mehrere Anwendungen gleichzeitig ausführen. Darüber hinaus ist es aufgrund der Vielzahl der auf Android und iOS verfügbaren Apps einfach, Desktop-äquivalente Apps zu finden. Viele Ihrer bevorzugten Desktop-Apps verfügen auch über mobile Entsprechungen, z. B. Microsoft Word.

Und dann gibt es integrierte Docking-Systeme. Continuum wurde von Microsoft mit der Veröffentlichung von Windows 10 eingeführt, mit dem Sie Ihr Smartphone mit einem Bildschirm verbinden können. Ebenso stellt die Samsung DeX Docking Station eine Verbindung zu einem Bildschirm her und spiegelt Ihr Smartphone-Display wider.

In beiden Fällen können Sie sich auf Ihr Smartphone als Produktivitätszentrum verlassen. Wer ressourcenintensive Software verwendet, wird sich jedoch weiterhin auf leistungsfähigere Desktop-Lösungen verlassen. Wenn das interessant klingt, gibt es jede Menge Desktop-Ersatzhardware , die Ihnen ebenfalls hilft.

Passen Smartphones-Prozessoren jemals zu Desktop-Prozessoren?

In einigen Fällen geschieht dies bereits. Die neueste Generation von Smartphone-Prozessoren, wie der auf der IFA 2020 vorgestellte Qualcomm 865+ , verfügt über ein leistungsstarkes Octa-Core-Prozessor-Setup mit einer maximalen Verarbeitungsgeschwindigkeit von 2,4 GHz. Der neueste Exynos 1000-Prozessor von Samsung verfügt außerdem über ein Octa-Core-Design mit einer Rechenleistung von bis zu 2,73 GHz.

Das Problem ist, dass ein Smartphone-Prozessor anderen Einschränkungen gegenüber einem Desktop-Prozessor ausgesetzt ist. Der fehlende Stromverbrauch und das oben erwähnte Problem zwischen Leistung und Wärmeableitung bedeuten, dass ein Smartphone-Prozessor im Vergleich zu einem Desktop-Prozessor immer darunter leidet.

Das Wichtigste ist, dass Smartphone- und Desktop-CPUs unterschiedliche Erwartungen und Ziele haben. Sie genau zu messen, ist aufgrund der großen Nutzungsunterschiede und des sich ständig verändernden Smartphone-Marktes nicht immer sinnvoll.