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Smartphone GPU: Infos zu Grafik-Prozessoren

Grafik-Prozessoren unterstützen den Handy-Hauptprozessor entscheidend bei der Anzeige von 3D-Daten. Faustformel: Je aufwändiger die Darstellung, desto wichtiger ist eine leistungsstarke Technik der GPU (Grafic Processor Unit). Und da die mobilen Anforderungen permanent wachsen, kommen regelmäßig neue Generationen bzw. Modell-Updates der GPU-Hersteller auf den Markt.

Ist eine Handy-GPU nur für Power-Nutzer wichtig?

Vor einigen Jahren konnte man das noch sagen, inzwischen stimmt das aber nicht mehr. Die Bedeutung des Grafik-Prozessors ist vor allem in letzter Zeit enorm gestiegen.

Richtig ist: Eine gute GPU spielt vor allem bei höheren die Anforderungen eine wichtige Rolle, z.B. bei 3D-Games, Animationen, Virtual Reality und Augmented Reality. Neben diesen speziellen Aufgaben verbessert eine zusätzliche GPU aber auch die Gesamtleistung des Geräts, z.B. indem sie inzwischen alltägliche Aufgaben wie komplexe Bildbearbeitung unterstützt.

Hinzu kommt: Immer mehr Single- und Dual-SIM Handys bieten eine extrem hohe Auflösung. Full-HD ist fast schon die Regel, selbst höhere Pixelmengen bis 4K (3840 x 2160 Pixel) sind keine Überraschung mehr. Dermaßen detailreiche 3D-Daten kann eine CPU allein auch bei vermeintlich einfachen Aufgaben nicht stemmen. Zudem steigert eine GPU oft auch noch die Energieeffizienz.

Was genau macht die GPU eigentlich?

Die GPU ist dafür zuständig, 3D-Daten für die Bildausgabe zu berechnen und als Zusatzschritt auch auf dem Smartphone-Display per Controller zu visualisieren. Allerdings beinhalten die GPUs der ARM Mali Reihe keinen Display-Controller.

Fehlt ein Grafikchip, so muss der Hauptprozessor alle Berechnungen alleine übernehmen. Daher kann man als Faustregel sagen: Ein ansonsten identisches Gerät wird im Vergleich schneller, wenn der Haupt-Prozessor von einem Grafik-Prozessor entlastet wird.

Wie ermittelt man die Leistung einer GPU?

In einem ausführlichen Handy Test kann man zum einen subjektiv beurteilen, wie sanft und ruckelfrei diverse Apps laufen. Grafisch anspruchsvolle Games oder Videos sind dabei die Prüfsteine. Aber auch objektiv kann man die GPU-Leistung ermitteln. Dazu kommen im Test sogenannte Benchmark-Apps zum Einsatz. Lässt man z.B. den Klassiker Antutu laufen, beansprucht die Test-App die Grafikausgabe durch komplexe 3D-Renderings und misst die Reaktion des Systems.

Einschränkungen in der GPU-Messung

Die momentan gängigste Bauform von Handy-Prozessoren ist die sogenannte SoC-Bauweise (System-on-Chip). Diese Ein-Chip-Technik vereint mehrere Elemente in einem Bauteil.

Da diese Komponenten miteinander interagieren, lässt sich der genaue Leistungsanteil eines einzelnen Bestandteils bei der Messung nicht vollständig herauslösen. Durch Vergleich mit anderen Chips ist es aber möglich, den Anteil der GPU weitgehend exakt zu ermitteln.

Typische Bausteine in einem SoC
  • CPU
  • GPU
  • LTE-Modem
  • Multimedia-Prozessor
  • Signalprozessor

Wie finde ich ein Handy mit dem richtigen Grafik-Chip?

Unser Tipp: Achten Sie in unseren Handybeschreibungen vor allem auf die ausführlichen Anmerkungen zu Display und Leistung. Außerdem finden Sie in den Handydaten in der Regel die Gesamtleistung als Antutu-Wert bzw. die genaue Bezeichnung der GPU. Sie möchten genauer wissen, wie ein bestimmter Grafikchip einzuordnen ist? Unsere Liste von Herstellern und Serien hilft weiter.

GPU Hersteller und Modellreihen

Produzenten

Grafikprozessoren werden von verschiedenen Herstellern angeboten. Besonders verbreitet oder im Fokus sind diese Marken:

Qualcomm: Adreno
Qualcomm Incorporated hat seinen Sitz in San Diego, Kalifornien. Die Adreno-Reihe wird sehr häufig in Snapdragon-SoCs eingesetzt. Diese Chipreihe ist wohl die aktuell bekanntest in Android-Modellen. Das Unternehmen macht einen jährlichen Umsatz von ca. 25 Milliarden US-Dollar.
ARM: Mali
Die britische Firma ARM Limited hat durch den Ankauf von Falanx Microsystems die GPU-Serie „Mali“ übernommen und weiterentwickelt.
ARM hat einen jährlichen Umsatz von 968,3 Millionen Pfund.
Samsung: S-GPU
Samsung stellt die Prozessoren für viele eigene Modelle mit der „Exynos“ Reihe selber her. Diese Chips basieren auf der ARM-Architektur. Ab 2018 sollen auch die intern S-GPU genannten, hauseigenen Grafikchips in Produktion gehen.
Nvidia: Tegra
Obwohl Nvidia vor allem für Computer-Grafikkarten bekannt ist, ist der Tegra-Chip ein bekanntes mobiles SoC für Smartphones und Tablets.
Power-VR
Die britische Firma gehört zu Imagination Technologies und bietet mehrere GPU-Serien an. Anders als die meisten Wettbewerber produziert die Marke allerdings nicht selbst, sondern lizenziert ihr geistiges Eigentum.

Häufig verbaute GPU-Modelle mit Leistungsdaten

GPU ModellnameTaktfrequenz (MHz, max.)Produktion (max.)GFLOPS (max.)
Mali 40060028 nm5,4
Mali 400 MP260010,8
Mali 400 MP453319,2
Mali 450 MP375028 nm33,75
Mali 47065028 nm
Mali T628 MP6600115,2
Mali T720 MP266828 nm22,7
Mali T760 MP8772210,0
Mali T82060028 nm10,2
Mali T83095028 nm32,3
Mali T880 MP12100016 nm265,2
Mali G71103710 nm371,2
Mali G7285010 nm
Adreno 20524545 nm8,5
Adreno 22026645 nm17,0
Adreno 30545028 nm21,6
Adreno 30640028 nm21,6
Adreno 33057828 nm166,5
Adreno 40555028 nm59,4
Adreno 42060028 nm172,8
Adreno 43065020 nm420,0
Adreno 50545028 nm48,6
Adreno 51060028 nm180,0
Adreno 53065014 nm519,2
Adreno 54071010 nm567,0
Tegra Geforce ULP x 840040 nm6,7
Tegra Geforce ULP x 1252040 nm12,5
Tegra Geforce ULP x 7267228 nm79,2
Tegra Kepler x 19285028 nm326,4
PowerVR SGX5303002,4
PowerVR SGX5406009,6
PowerVR SGX543 MP425032,0
PowerVR SGX554 MP426668,1
PowerVR GT7600450172,8
PowerVR GT7800+450345,6