Android: Smartphone-CPUs zeigen große Performance-Unterschiede

Schaut man sich die CPU-Benchmarkergebnisse der 1-GHz-Modelle unter Android 2.1/Eclair in Bild 1 an (blaue Balken), so liegen sie nicht weit auseinander. Sie reichen von 609 Punkten beim Nexus One bis hin zu 749 Punkten beim Samsung Galaxy S.

Alle 1-GHz-Modelle verwenden ARMv7-Prozessoren mit nahezu identischen Features. Allerdings nutzen das Droid X und das Galaxy S einen Standard Cortex-A8-Core. Im HTC Desire und dem nahezu identischen Nexus One findet sich hingegen ein Qualcomm-Snapdragon mit dem von Qualcomm selbst entwickelten Scorpion-Core.

Bild 1: Unter Android 2.1 (Eclair) zeigen die CPUs von 1-GHz-Smartphone ähnliche Performance. Android 2.2 mit Dalvik-JIT-Compiler zeigt, dass nur Snapdragon-CPUs mit Scorpion-Kern stark vom JIT-Compiler profitieren können.
Die mit einem Stern gekennzeichneten Test stammen aus der Datenbank des Benchmarkherstellers. Alle anderen Test sind bei ZDNet durchgeführt.

Obwohl der Cortex-A8 und der Scorpion vom Design her ähnlich sind, bietet der Scorpion eine bessere Performance. Beide Modelle unterstützen den NEON-Befehlssatz, der SIMD-Befehle für Integer und Single-Precision-Floating-Point beherrscht sowie die VFP-Erweiterung, die Double-Precision-Arithmetik erlaubt.

Der Scorpion kann allerdings bei SIMD-Befehlen 128 Bit gleichzeitig verarbeiten, während der Cortex-A8 nur 64 schafft. Darüber hinaus verfügt der Scorpion über eine tiefere Pipeline, die auch VFP-Befehle einschließt. Der Cortex-A8 nimmt VFP-Befehle nicht in die Pipeline auf.

Diese Unterschiede sollten messbar sein. Unter Android 2.1 ohne JIT-Compiler lassen sich aber nur Differenzen feststellen, wie sie bei unterschiedlichen ROM-Versionen auch auf demselben Modell auftreten.

Ganz anders sieht es mit Android 2.2/FroYo (grüne Balken) aus: Das Desire und das Nexus One lassen sich auf über 5000 Punkte beim CPU-Benchmark beschleunigen. Das entspricht einer Steigerung von 600 beziehungsweise 700 Prozent. Mit dem Original-HTC-Sense-ROM liegt das Desire allerdings nur bei 4250 Punkten. Das Galaxy S hingegen zeigt nur eine Zunahme von 96 Prozent. Für das Droid X gibt es keine Messwerte unter Android 2.2. Das mit dem 600 MHz schnellen ARMv6-Prozessor Qualcomm MSM7227 ausgestattete HTC Legend zeigt eine Steigerung von 109 Prozent. Es kann von Android 2.2 ähnlich profitieren wie das Galaxy S.

Diese Werte sind erklärungsbedürftig: Wer sein Desire oder Nexus One bereits auf FroYo aufgerüstet hat, weiß dass das Handy deutlich schneller geworden ist. Um das Sechs- bis Siebenfache fällt die gefühlte Geschwindigkeitssteigerung jedoch nicht aus.

Das liegt daran, dass der Quadrant-CPU-Benchmark sehr arithmetiklastig ist. Sechs von zwölf Tests sind reine Basis-Rechenbenchmarks. Fünf Routinen sind praxisnäher: Sie messen Prüfsummenberechnung, ZIP-Kompression, H.264-Videodecoding, AAC-Audiodecoding und XML-Parsing. Der letzte Test misst die Sprungvorhersagegeschwindigkeit. Die reinen Rechentests können vom JIT-Compiler, den die Dalvik-VM seit Android 2.2 besitzt, sehr stark profitieren. In der Praxis werden Handys allerdings selten als Numbercruncher eingesetzt.

Bei der Betrachtung der aktuellen Dalvik-VM wird deutlich, dass der JIT-Compiler derzeit nur auf Snapdragon-CPUs mit Scorpion-Core signifikante Performancesteigerungen bringt. Das wiederum erklärt, warum für das Samsung Galaxy bisher nur eine Beta von Android 2.2 zur Verfügung steht: Der JIT-Compiler ist das herausragende Feature von FroYo. Zumindest für die weit verbreiteten Cortex-A8-Kerne, wie sie viele High-End-Android-Geräte verwenden, muss der JIT-Compiler noch optimiert werden. Ein Cortex-A8-Kern ist bei gleicher Taktfrequenz zwar immer langsamer als ein Scorpion-Core, allerdings darf der Unterschied nicht so groß sein, dass der Scorpion bis zu 260 Prozent mehr Leistung bringt.

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Smartphone-CPUs im Benchmarktest

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