Der RK3588 von Rockchip ist ein hochleistungsfähiger System-on-Chip (SoC), der in zahlreichen Anwendungen wie Edge Computing, Künstlicher Intelligenz (KI), 8K-Multimedia und Single-Board-Computern (SBC) eingesetzt wird.

1. CPU-Architektur

Der RK3588 verfügt über eine achtkernige CPU, die auf der ARMv8-A-Architektur basiert und die big.LITTLE-DynamIQ-Konfiguration nutzt. Diese besteht aus:

• 4 Cortex-A76-Kerne: Hochleistungskerne mit einer Taktfrequenz von bis zu 2,4 GHz (in einigen Szenarien bis 2,6 GHz übertaktbar). Ideal für rechenintensive Aufgaben wie KI-Berechnungen oder Multitasking.

• 4 Cortex-A55-Kerne: Energieeffiziente Kerne mit bis zu 1,8 GHz, optimiert für weniger anspruchsvolle Aufgaben.

Die CPU unterstützt ARM Neon SIMD für beschleunigte Medien- und Signalverarbeitung. Jeder Kern hat eigene L1/L2-Caches, während ein gemeinsamer L3-Cache die Datenzugriffseffizienz steigert. Die acht Kerne sind in unabhängige Stromdomänen aufgeteilt, was dynamisches Ein- und Ausschalten ermöglicht, um den Energieverbrauch zu optimieren.

2. GPU-Architektur

Die integrierte Grafikeinheit ist eine ARM Mali-G610 MP4 (vier Kerne, Valhall-Architektur). Sie bietet:

• Unterstützung für moderne Grafik-APIs wie OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.2 und Vulkan 1.2.

• Bis zu zehnfache Leistungssteigerung im Vergleich zu älteren Rockchip-SoCs (z. B. RK3399 mit Mali-T860).

• Ein dedizierter 2D-Hardwarebeschleuniger mit MMU für optimierte Bildanzeige.

Die GPU eignet sich für komplexe Anwendungen wie 8K-Videowiedergabe, Mehrbildschirmanzeige (bis zu vier unterschiedliche Inhalte) und Spiele.

3. NPU für Künstliche Intelligenz

Die dreikernige NPU (Neural Processing Unit) des RK3588 liefert eine Rechenleistung von 6 TOPS (Tera Operations Per Second). Sie unterstützt:

• Mischpräzisionsrechnen (INT4/INT8/INT16/FP16), kompatibel mit Frameworks wie TensorFlow, PyTorch und Caffe.

• Anwendungen wie Gesichtserkennung, Objekterkennung und Videoanalyse in Echtzeit.

Die NPU ermöglicht offline KI-Berechnungen, was sie ideal für Edge-AI-Anwendungen macht. Entwickler können Modelle mit dem RKNN-Toolkit2 optimieren und bereitstellen.

4. Bild- und Videosignalverarbeitung

• ISP 3.0: Der Bildsignalprozessor unterstützt Kameras mit bis zu 48 Megapixeln und bietet Funktionen wie HDR, 3A (Auto Exposure, Auto White Balance, Auto Focus), 3D/2D-Rauschunterdrückung und Objektivschattenkorrektur.

• Video-Decodierung:

  • 8K@60fps (H.265/VP9).

  • 8K@30fps (H.264).

  • 4K@60fps (AV1).

  • Bis zu 32 Kanäle mit 1080p@30fps.

• Video-Codierung: 8K@30fps (H.265/H.264) oder 16 Kanäle mit 1080p@30fps.

Ein dedizierter JPEG-Codec und Bildprozessoren verbessern die Bildqualität weiter.

5. Speicher und Schnittstellen

• RAM: Unterstützt LPDDR4/4X/5 mit bis zu 32 GB Kapazität über einen vierkanaligen Speichercontroller.

• Speicher: Kompatibel mit eMMC 5.1, NVMe SSD (über PCIe 3.0) und SATA 3.0.

• Anzeigeschnittstellen:

  • Zwei HDMI 2.1 (8K@60fps oder 4K@120fps).

  • Unterstützung für MIPI DPHY, eDP, DisplayPort und LVDS für bis zu vier Bildschirme.

• Hochgeschwindigkeitsschnittstellen:

  • PCIe 3.0 (4 Lanes, 8 GT/s).

  • USB 3.1 (dual Type-C).

  • Dual Gigabit Ethernet, WiFi 6, Bluetooth 5.0.

• Weitere Schnittstellen: CAN, RS232, RS485, GPIO, I2C, SPI, UART für industrielle Anwendungen.

6. Herstellungsprozess

Der RK3588 wird im 8-nm-LPP-Prozess von Samsung gefertigt, der eine optimale Balance zwischen Leistung und Energieeffizienz bietet. Im Vergleich zu älteren 14-nm- oder 22-nm-Prozessen reduziert er den Stromverbrauch erheblich.

7. Software und Betriebssysteme

Der RK3588 unterstützt eine Vielzahl von Betriebssystemen:

• Offiziell: Android 12/13, Ubuntu 18.04/22.04, Debian 11, Buildroot, RTLinux.

• Community: Armbian, BreadOS (Arch Linux-basierend), NixOS.

Rockchip bietet umfassende Entwicklerressourcen wie das Linux SDK, RKNPU2-Treiber und Dokumentationen. Die GPU wird durch den Open-Source-Treiber Panfrost unterstützt, der OpenGL ES 3.1 zertifiziert ist.

8. Anwendungsgebiete

Der RK3588 ist vielseitig einsetzbar:

• Konsumerprodukte: 8K-Fernseher, High-End-Tablets, ARM-Notebooks (z. B. GenBook RK3588), VR/AR-Geräte.

• Industrie: Edge-Computing-Server, industrielle Steuerungen, Netzwerkvideorekorder (NVR).

• Entwicklerboards: Radxa ROCK5, Banana Pi BPI-W3, Firefly ITX3588J.

• KI: Intelligente Überwachung, Robotik, autonomes Fahren.

9. Leistungsvergleich

Benchmarks zeigen die Stärke des RK3588:

• Geekbench 4: Einzelkern-Score ~2700 (Cortex-A76), Mehrkern-Score etwa 2,8-fach höher als beim RK3399.

• GFXBench: GPU-Leistung bis zu zehnmal besser als die des RK3399.

10. Einschränkungen

• Speicher: Keine Unterstützung für UFS, stattdessen eMMC 5.1, was langsamer ist.

• Software: Die Komplexität des Chips erforderte anfangs Zeit für ausgereifte Treiber.

• Wärme: Bei hoher Leistung ohne aktive Kühlung möglicherweise eingeschränkt.

Der RK3588 ist ein leistungsstarker und vielseitiger SoC, der durch seine Kombination aus acht CPU-Kernen, einer Mali-G610-GPU, einer 6-TOPS-NPU und umfassenden Multimediafähigkeiten besticht. Der 8-nm-Prozess und die DynamIQ-Architektur sorgen für ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Effizienz. Ob für Entwickler, Industrie oder Konsumerprodukte – der RK3588 ist eine zukunftssichere Wahl.