MediaTek Dimensity 9500: Der erste Smartphone-Chip mit Arms C1-Kernen und 4,21 GHz

MediaTek ist der erste Anbieter eines Smartphone-Chips auf Basis der C1-Kerne von Arm. Der Dimensity 9500 führt neben der neuen CPU und Mali-G1-Ultra-GPU von Arm eine stärkere NPU mit „Compute in Memory“ und Unterstützung für ternäre KI-Modelle ein. Im Oktober sollen erste Smartphones mit Dimensity 9500 vorgestellt werden.

Fertigung in 3 nm bei TSMC

Der Dimensity 9500 wird in der dritten Generation der 3-nm-Fertigung von TSMC produziert. Dabei müsste es sich somit um den N3P getauften Node handeln, der auf N3B und N3E folgt. MediaTek hat die Nutzung von N3P auch gegenüber ComputerBase bestätigt. Das ist derselbe Fertigungsprozess, den Apple für die A19-Familie nutzt.

Acht neue C1-CPU-Kerne von Arm

MediaTek bringt für die CPU als erstes Unternehmen die neuen C1-Kerne von Arm zum Einsatz, die die britischen Entwickler erst vor knapp zwei Wochen als Teil der Lumex CSS Platform vorgestellt haben. Deren große Neuerung ist die Scalable Matrix Extension 2 (SME2) für schnelles und effizientes AI direkt auf der CPU.

Die Umsetzung von MediaTek weicht insofern von Arms Referenzplattform ab, als dass nicht nur die C1-Ultra- und C1-Pro-, sondern auch die C1-Premium-Kerne knapp unterhalb der C1-Ultra zum Einsatz kommen. Zur Erinnerung: C1-Ultra und C1-Premium sitzen ober- respektive unterhalb des vorherigen Cortex-X900, die C1-Pro auf dem Niveau des Cortex-A700 und die C1-Nano auf dem Niveau des Cortex-A500.

All-Big-Core-Design mit bis zu 4,21 GHz

MediaTek verbaut einen C1-Ultra, drei C1-Premium und vier C1-Pro, sodass erneut mit einem „All Big Core Design“ ohne E-Kerne geworben wird. Die Kerne laufen mit bis zu 4,21 GHz, 3,5 GHz und 2,7 GHz und kommen auf 2 MB, 1 MB und 512 KB L2-Cache. Der L3-Cache beläuft sich auf 16 MB und der System Level Cache (SLC) liegt bei 10 MB.

Der Chip-Entwickler verspricht eine bis zu 32 Prozent höhere Single-Core-Leistung gegenüber dem Dimensity 9400 und einen bis zu 37 Prozent niedrigeren Energiebedarf für die gesamte CPU. Kommt SME2 auf der CPU zum Beispiel für die Objekterkennung zum Einsatz, könne die Leistung bis zu 57 Prozent höher, der Energieverbrauch bis zu 50 Prozent niedriger ausfallen.

Mali G1-Ultra mit doppelt so schnellem Raytracing

Für den Dimensity 9500 greift MediaTek auch bei der GPU auf die neueste Generation und innerhalb des Portfolios auf das Topmodell von Arm zurück. Die Mali G1-Ultra mit 12 Kernen soll in der Spitze 33 Prozent schneller sein als die Immortalis-G925 MC12 des Dimensity 9400 und dabei bis zu 42 Prozent effizienter arbeiten. Analog zur Angabe von Arm wirbt auch MediaTek mit einer bis zu doppelt so hohen Raytracing-Leistung, was auf die Ray Tracing Unit der zweiten Generation (RTUv2) zurückzuführen ist. In ausgewählten Raytracing-Spielen sollen sich damit erstmals bis zu 120 FPS erreichen lassen.

NPU 990 mit Compute in Memory

Obwohl Arm mittels SME2 mehr AI direkt auf der CPU ermöglicht, verbaut MediaTek mit der NPU 990 auch weiterhin einen eigenen KI-Beschleuniger im Dimensity 9500. Das Unternehmen wirbt mit der ersten CIM-NPU in einem Smartphone, wobei das Kürzel für „Compute in Memory“ steht. MediaTek versteht das Feature als eine Art L1-Cache für die NPU, um die Speicherzugriffe auf den DRAM zu reduzieren und damit die Effizienz zu steigern. Beim RAM übernimmt der Dimensity 9500 das LPDDR5X-10667-Interface des Vorgängers. Beim Storage lässt sich bis zu UFS 4.1 mit bis zu vier Lanes anbinden.

Support für ternäre KI-Modelle

MediaTek gibt für die NPU eine bis zu doppelt so hohe Integer- und Floating-Point-Leistung an und wirbt mit der Hardware-Beschleunigung erstmals auch für ternäre Large Language Models. Im Detail wird das von Microsoft-Forschern entwickelte BitNet b1.58 unterstützt. Der Name „1.58“ leitet sich von den drei Zuständen -1, 0 und +1 für die Gewichte des LLMs ab, da ein System mit log₂ 3 ≈ 1,58 Bits an Informationen enthält. MediaTek unterstützt auf der NPU auch wieder das LoRA-Training (Low-Rank Adaptation) von LLMs, das ein effizientes Feintuning großer, bereits vortrainierter Sprachmodelle mit einer Untermenge der Parameter des Modells mit weniger Speicher- und Rechenaufwand zum Ziel hat.

Die Hardware-Architektur der „Generative AI Engine 2.0“ innerhalb der NPU 990 sei MediaTek zufolge speziell für Transformer-Modelle ausgelegt und könne jetzt erstmals auch Bilder in 4K-Auflösung schnell und effizient auf dem Smartphone generieren.

Bildprozessor und Mobilfunkmodem aufgewertet

MediaTek legt auch in Bereichen wie dem Bildprozessor (ISP) und dem integrierten Mobilfunkmodem nach. Der ISP ist zum Beispiel für bis zu 200-MP-Fotos, 4K120-Video mit Dolby Vision oder einen Video-Porträtmodus mit bis zu 4K60 ausgelegt. Das neue Modem von MediaTek, das von 2G is 5G reicht, kann bis zu fünf statt vorher vier Frequenzblöcke zusammenlegen (5CC-CA) und soll damit, sofern es das jeweilige Netz ermöglicht, eine bis zu 15 Prozent höheren Spitzengeschwindigkeit erreichen. MediaTek gibt das Maximum im Downlink mit 7,4 Gbit/s an. Mobilfunk und WLAN lassen sich für noch höhere Geschwindigkeiten auch kombinieren.

Erste Smartphones mit Dimensity 9500 im Oktober

Erste Smartphones mit dem Dimensity 9500 sollen MediaTek zufolge im Oktober angekündigt werden. Als erste Abnehmer wurden Vivo und Oppo genannt.

ComputerBase hat Informationen zu diesem Artikel von MediaTek unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungszeitpunkt.