Anand från AnandTech har skrivit en intressant artikel för Engadgets räkning kring hårdvaran i de Android-telefoner som för närvarande finns ute i handeln. Vi sammanfattar nedan vad Anand kommer fram till och kompletterar med lite information kring vad som ligger runt hörnet.

Man konstaterar att praktiskt taget alla hittills producerade Android-telefoner är baserade på Qualcomms MSM7201A-plattform eller varianter på denna, en lösning som bygger på en ARM11-processor med klockfrekvensen 528MHz. De chip man hittar i dessa telefoner och som ofta går under olika krångliga beteckningar avser inte bara den av ARM utvecklade processorn, utan även grafikprocessor, I/O, RAM resp ROM, GPS m.m. Hela detta paket kallas för ”System on a Chip” och förkortas SoC. Nedan ser ni en ritning på hur MSM7201A-chipets ser ut och som ni ser är antalet beståndsdelar betydligt fler än bara processorn.

Varför landskapet är så likriktat vad berör Android-lurarna med hänseende till val av SoC-lösning beror till stor del på att Android fram till lanseringen av 1.6 / Donut inte haft stöd för någon annan plattform än den från Qualcomm. Om en tillverkare haft för önskan att byta plattform till en mer modern variant  – då stod man plötsligt med en utvecklingskostnad för att plocka fram drivrutiner för operativsystemet, en kostnad ingen varit villig att ta. Med lanseringen av Android 1.6 / Donut har det blivit ändring på detta då man har implementerat stöd för fler plattformar än den från Qualcomm och ett än mer utökat stöd är att vänta med Android 2.0 / Eclair.

Det skall sägas att ARM11-processorn inte bara haft ett starkt fotfäste i Android-ledet, utan flertalet av de smartphones som produceras i dag bygger på denna processor. Varför den blivit så populär har dels att göra med  prestandan kontra batteritiden och bristen på konkurrenter samt det faktum att den blivit väldigt billig att producera med tiden. Nedanstående bild visar ARM:s senaste generation processorarkitektur vid namn Cortex A8 tillverkad med 65nm tillverkninsteknik kontra ARM11 med samma transistorstorlek, som ni ser är ARM11-processorn 1/4 så stor som Cortex-processorn och därmed långt billigare att producera.

Som en parantes kan tilläggas att antalet transistorer måste öka på ett chip för att göra det snabbare och detta medför ett större chip, om det inte vore för att transistorerna blivit mindre mellan var 12:e till 24: månad, så hade kostnaderna skenat iväg. Detta utgör grunden för Moores lag, dvs lagen som säger att antalet transistorer som kan placeras på ett chip till rimlig kostnad fördubblas vartannat år.

ARM blev färdig med Cortex-arkitekturen redan 2005 och det var först med iPhone 3G S som vi fick se processorn i en massproducerad mobiltelefon. Den variant av Cortex A8 som sitter i bland annat iPhone 3G S respektive Palm Pre är baserad på 65nm tillverkningsteknik och kommer från Samsung vars SoC-lösning har modellnamnet S5PC100, processorn är kapabel till en klockfrekvens om 833MHz men blev i fallet iPhone 3G S/Palm Pre nedklockad till 600mhz för att spara batteri . Samsung har redan plockat fram en efterföljare till S5PC100 vid namn S5PC510 och bland nyheterna nämns 45nm tillverkningsteknik (billigare), högre klockfrekvens om 1GHz, ny grafikprocessor samt utökat stöd för olika gränssnitt som USB och HDMI.

Företaget Qualcomm har länge skrutit med sin Cortex-baserade SoC-plattform vid namn ”Snapdragon” och det verkar som att Acers telefon Liquid kommer att bli den första Android-telefonen baserad på denna plattform. SoC-lösingen som Acer Liquid är baserad på går under beteckningen QSD8250 och finns i två varianter, en baserad på 65nm tillverkningsteknik och en baserad på 45nm tillverkningsteknik, den sistnämnda har beteckningen QSD8250E. Det är i dagsläget endast Windows Mobile-telefonen TG01 från Toshiba, vilken fick hård kritik för dålig batteritid, som massproduceras och är baserad på Snapdragon.

ARM ligger förstås inte på latsidan och meddelade nyligen att man plockat fram en dubbelkärnig Cortex-baserad processor som går under beteckningen Cortex A9. En processor vi eventuellt kan komma se i telefoner redan under nästa år och då baserad på 28nm tillverkningsteknik. Vad som styrker detta är det faktum att man inlett ett samarbete med GlobalFoundries om att hjälpa företag vid produktion av halvledare med 28nm tillverkningsteknik.

En rimlig fråga att ställa sig är förstås: Varför tar det så lång tid från det att ARM utvecklat en ny processorarkitektur tills dessa att den finns i våra telefoner? Svaret beror på att ARM endast innehar rollen av en ingenjör, de konstruerar processorer på pappret, men producerar dem inte. Så snart ARM är färdiga med en ritning erbjuds tillverkare att licensera denna för att implementera i egenproducerade SoC-lösningar. På detta vis fungerar ARM litet annorlunda än exempelvis Intel och tidigare AMD vilka helt själva står/stod för både forskning och utveckling samt produktion av halvledare.

Kortfattat kan man säga att det tagit drygt 2-3 år för ARM att utveckla Cortex sedan 2003 då man presenterade ARM11. Därefter har halveldartillverkare som Qualcomm och Samsung dröjt närmare två år innan innan man haft en SoC-lösning i produktion varvid mobiltelefontillverkare dröjt ett år innan de börjat bygga telefoner baserade på dessa lösningar. Det är i slutet av denna fas som vi befinner oss nu och det finns all anledning till att tro att detta tempo kommer att öka ju högre efterfrågan blir, varför vi förhoppningsvis inte behöver vänta lika lång tid på nästa generation från ARM m.fl..

I det pardigmskifte som nu äger rum kan man konstatera att följande förändringar bara är runt hörnet:

• Klockfrekvenser om 1GHz+ och mot slutet av året dubbelkärniga processorer först producerade med 45nm och därefter med 30nm tillverkningsteknik
• High-definition (720p-1080p) video och utökat codec-stöd för hårdvaruavkodning av video
• Kraftigare grafikprocessorer med OpenGL 2.0 ES-stöd. Fförsta generationen kan hantera 22M trianglar/sek och 133M pixlar/sek, siffor Nvidia kommer mångdubbla med Tegra 2.
• Högre upplösningar, upp till WXGA (1280x720px)
• Kamerasensorer med 12MP+ upplösning
• Utökat stöd för hårdvaruavkodning av ljud: (AAC+, eAAC+, AMR, FR, EFR, HR, WB-AMR, G.729a, G.711, AAC stereo encode)
• Utökat/stöd för USB-värdfunktionalitet
• HDMI-kompatibla videoutgångar

Genom Engadget