Admin Tegra 3
目录
1正式发布
2参数特性
·基本参数
·特性
3技术应用
·vSMP架构
·性能与功耗
·最高性能功耗
·其他相关技术
4配套软件
5硬件产品
1正式发布
2011年2月,NVIDIA公司公布了ARM架构移动SoC片上系统处理器的未来计划,预告将在年底推出第三代Tegra。同年11月9日,代号“Project Kal-El”(超人原名)的Tegra 3,也是全球首款移动四核心处理器终于正式揭开了面纱。
2参数特性
基本参数
Tegra 3仍采用台积电40nm工艺制造,四核心最高频率1.4GHz,单核最高1.5GHz,CPU性能最高可达Tegra 2的5倍,“已达PC级别,赶超Core i7-5820K”。内部集成12核GeForce GPU,GPU性能是Tegra 2的3倍,并支持3D立体显示。同时,其四核功耗也比双核的Tegra 2更低。
特性
Tegra 3的最大秘密:第五个核心。名为“四核”的Tegra 3实际上内部包含了5个CPU核心,其中一个被称为“Companion CPU core”协核心。NVIDIA将这种架构称为vSMP(可变对称多处理,Variable Symmetric Multiprocessing),已经申请了专利。
Tegra 3处理器运行方式
Tegra 3中的5个CPU核心在内部结构上完全一致,均为Cortex-A9架构。不过,其中四个采用高性能制程(G)制造,为更高频率运行优化。而最后一个协核心则为低功耗制程(LP)打造,漏电流更低,为低频率运行优化,最高频率仅500MHz。
vSMP架构的特色在于,在“动态待机”(即运行后台进程)和音乐、视频播放时,全部四个主核心皆关闭节能,仅留下协核心运行。而在运行需要更高性能的应用时,则按需逐个开启主核心,同时关闭协核心,切换延迟不超过2毫秒。更重要的是,在操作系统的眼中协核心是不存在的,它只会看到四个性能平衡的核心,而不会发现在单核低负载运行时,实际上已经切换到了更低功耗的协核心上。
3技术应用
vSMP架构
NVIDIA Tegra3的研发代号为Kal-EL,所以下面大量图表会以这个名字出现。在第一代Tegra中,我们就知道NVIDIA使用了一颗ARM7处理器作为低负载核心搭配Cortex-a8核心进行工作,而在包括待机、音乐播放等低负载工作中,各家处理器也有不同的方式。而Tegra3的vSMP让这个设计思路更进一步,“协核心”的出现是Tegra3的精髓所在。为了更好的控制能效,协核心同样采用Cortex-A9架构,但工艺设计上专门为低功耗低主频优化,它最高工作频率500MHz。而其他四个主核心架构与协核心一致,这四个核心单核心工作最高主频为1.4GHz、多核心工作时主频最高为1.3GHz。协核心与一个或多个主核心不能同时工作,处理器通过高效的管理办法可完成多核心间高速切换,官方给出数据是切换时间小于2毫秒。这么设计达到的目标是,在低负荷时只有协核心最高500MHz主频工作,能效比会明显高于主核心工作状态下的数值。如果需要更高的性能,此时四个主核心才会按需进行切换工作。[1]
为了保证Tegra3的高效率以及一个或多个主核心工作状态与协核心工作状态间无缝切换,在缓存、Android系统优化方面Tegra3也有特别之处。正如上文所说,低功耗的协核心与一个或多个主核心是不可以共同工作的。在一般使用时,例如打开视频或打开游戏时,Tegra3一定会切换到主核心工作状态,此时协核心是完全停止工作的。但要实现无缝衔接切换,在缓存设计上,主核心和协核心共享1MB的二级缓存,缓存间返回数据速度在纳秒级别。
在Android系统下,虽然系统可以允许多个核心在不同频率下运行,但系统假设每个核心的运算能力是完全一致的,它会依次来分配计划任务,而此时显然多核心工作是不够高效的。而NVIDIA表示,vSMP将一直保持被激活的核心工作在同步系统频率上,以此方式为Android系统优化,从而达到更高的效率,NVIDIA还专门有关于负载平衡功能的视频演示,大家可以在国内视频网站搜索Tegra3关键字看到相关视频。
性能与功耗
NVIDIA官方还展示了多套数据来说明Tegra3在功耗和性能方面的优势,两个处理器同样是来自台积电TSMC的40nm工艺制造。我们看到多个项目中,Tegra3功耗优势明显。
对比的处理器包括Tegra3四核心工作在480MHz、TI的OMAP4系列处理器工作在1GHz、QC8660即Snapdragon MSM8660/8260工作在1.2GHz以及Tegra3工作于1GHz时的功耗和性能。我们看到,Tegra3四核心工作于较低频率时性能与目前TI和高通主流双核处理器相当,但功耗却只有它们的35%左右。而Tegra3的四核心工作于1GHz时,功耗仍要比TI OMAP4和MSM8660/8260低20%左右,性能却领先一倍。随后的多张图表,NVIDIA是想向大家表明很简单的道理。达到目前主流性能,Tegra3只需要付出一半的功耗,而如果需要更高的性能,Tegra3可以提升近一倍,而功耗却比现在双核心主流产品低20%。
最高性能功耗
由于NVIDIA详细的功耗对比主要以这一款Benchmark软件为主,而且并没有告知该软件的测试方法、测试项目,但如果不出意外,它仍具有很高的参考性,Tegra3即便不考虑协核心的存在,它在多核心的优化上也明显优于目前的主流双核心ARM处理器。当然,这个测试中可能不包括3D图形单元部分的运算。
此次Tegra3的发布在图形性能方面同样有不少的相关展示,但对GeForce部分的加强则不是重点,在Tegra2处理器中8个核心单元(4个Vertex Shader和4个Pixel Shader)被增加至12个,在功能上图形输出支持HDMI 1.4a规范,支持3D视频播放和输出,支持通过Tegra3 2D转3D功能。同时,NVIDIA官方资料更多描述表示,目前的移动平台3D引擎可以很好的支持多核心处理器的工作,因此Tegra3的多核心会有相应的表现。从展示内容来看,我们看到更好的实时光影效果、动态模糊效果、以及物理引擎运算效果。但这些效果应该并不只是GeForce或者Tegra3独有。[1]
其他相关技术
在其他周边技术方面,Tegra3也有很多项提升。它可支持3200万像素的主摄像头,全新的300M像素/秒的图形处理单元。Tegra3还将支持DDR3-1500\LPDDR2-1066规范的内存接口,同时支持SATAII规范的存储接口。它支持7.1声道的音频输出。
4配套软件
新一代硬件的出炉,亦代表着配套软件产品会进行更新换代。对这样一款以主打性能品牌的芯片来说,高画质、玩法多样的游戏无疑是检验其品质的最好实践。而对玩家来说,新硬件平台下的游戏也更值得期待。
目前有超过15款针对Tegra 3芯片开发的游戏正在开发中。而到2011年年底前,在Nvidia公司的官方高清游戏网店Tegra Zone中将有超过40款游戏上架。
包括《游刃》、《达芬奇THD》、《灵魂争霸THD》、《失落星球2》等多款新作是专为Tegra 3设备量身定做的。而玩家所熟悉的《暗影之枪》、《激流快艇》等以往在Tegra 2或其他Android平台上推出的游戏也将重制推出Tegra 3版本。
5硬件产品
华硕Transformer Prime
华硕Transformer Prime将是首款搭载Tegra 3芯片的设备,Transformer Prime平板机身厚度8.3mm,整机重量586g,配备了一块10.1寸LED背光Super IPS触摸屏,分辨率1280x800像素,可视角度为178度,亮度达到了600尼特,同时屏幕外层还采用了大猩猩玻璃。
这款华硕四核平板还提供802.11b/g/n、蓝牙2.1+EDR等功能和USB、HDMI接口,内置重力传感器、光线传感器、陀螺仪、电子罗盘、GPS导航。至于电池方面,该机配备的是25Wh锂聚合物电池,其续航时间能达到12小时,如果搭配底座时可达18小时。
对于大家比较关心的系统问题,该平板目前运行的是Android 3.2蜂巢,华硕官方已经承诺会在今年12月初为它带来冰淇淋三明治系统的更新。
华硕会在12月向全球发售这款四核平板,32GB售价为499美元,折合人民币3160元,而64GB的是599美元,约合人民币3800元,同时提供银色和紫色两个版本供用户选择。另外键盘底座的售价为149美元(折合人民币945)。[5] 另外,下一代Windows Phone系统,也就是Apollo更新将支持四核处理器,届时Tegra 3也有望在其支持列表中,apollo更新预计在2012年中发布。(注:该产品出现比较严重信号缺陷,大面积召回后,国内首发京东也停售了)
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