Apple A5 vs NVIDIA Tegra 3 | Nvidia Tegra 3 Quad-Core Prosessori vs Apple A5 Prosessori Nopeus, Suorituskyky
Tässä artikkelissa verrataan kahta viimeisintä System-on-Chipsiä (SoC), Apple A5:tä ja NVIDIA Tegra3:a, jotka Apple ja NVIDIA ovat suunnitellut kulutuselektroniikkaan. Maallikon termillä SoC on tietokone yhdellä IC:llä (Integrated Circuit, eli sirulla). Teknisesti SoC on IC, joka integroi tyypillisiä tietokoneen komponentteja (kuten mikroprosessori, muisti, tulo/lähtö) ja muita elektronisia ja radiotoimintoja palvelevia järjestelmiä. Sekä Apple A5 että NVIDIA Tegra3 ovat Multiprocessor System-on-Chip (MPSoC), jossa suunnittelu käyttää moniprosessoriarkkitehtuuria käytettävissä olevan laskentatehon hyödyntämiseen. Apple julkaisi A5:n maaliskuussa 2011 iPad2:lla, kun taas NVIDIA julkaisi Tegra3:n marraskuussa 2011, eikä sitä ole vielä käytetty kulutuselektroniikassa.
Yleensä SoC:n pääkomponentit ovat sen CPU (Central Processing Unit) ja GPU (Graphics Processing Unit). Sekä Apple A5:n että Tegra3:n suorittimet perustuvat ARM:n (Advanced RICS – Reduced Instruction Set Computer – Machine, kehittäjä ARM Holdings) v7 ISA (Instruction Set Architecture, jota käytetään prosessorin suunnittelun lähtökohtana).
Apple A5
A5 markkinoitiin ensimmäisen kerran maaliskuussa 2011, jolloin Apple julkaisi uusimman tabletin, iPad2:n. Myöhemmin Applen tuore iPhone-klooni, iPhone 4S julkaistiin varustettuna Apple A5:llä. Apple A5 on Applen suunnittelema ja Samsungin valmistama Applen puolesta. Toisin kuin edeltäjänsä Apple A4, A5:ssä on kaksi ydintä sekä prosessorissaan että GPU:ssa. Siksi Apple A5 ei ole teknisesti vain SoC, vaan myös MPSoC (Multi Processor System on Chip). A5:n kaksiytiminen CPU perustuu ARM Cotex-A9 -prosessoriin (joka käyttää samaa ARM v7 ISA:ta, jota Apple A4) ja sen kaksiytiminen GPU perustuu PowerVR SGX543MP2 -grafiikkaprosessoriin. A5:n prosessori kellotaajuudella on tyypillisesti 1 GHz (kellotuksessa käytetään taajuuden skaalausta; siksi kellotaajuus voi vaihdella 800 MHz:stä 1 GHz:iin kuormituksen perusteella, virransäästötavoitteen mukaisesti) ja sen GPU kellotaajuudella 200 MHz. A5:ssä on sekä L1 (käsky ja data) että L2 välimuisti. A5:n mukana tulee 512 Mt:n DDR2-muistipaketti, jonka kellotaajuus on yleensä 533 MHz.
NVIDIA Tegra3 (sarja)
NVIDIA, alun perin GPU:ta (Graphics Processing Unit) valmistava yritys [väitettiin keksineensä GPU:t 1990-luvun lopulla], on hiljattain siirtynyt matkaviestinmarkkinoille, joilla NVIDIAn System on Chips (SoC) on otettu käyttöön puhelimissa, tabletit ja muut kädessä pidettävät laitteet. Tegra on NVIDIA:n kehittämä SoC-sarja, joka on tarkoitettu mobiilimarkkinoille. Ensimmäinen Tegra3-sarjan MPSoC julkaistiin marraskuun alussa 2011, mutta sitä ei ole vielä otettu käyttöön kaupallisesti saatavilla olevissa laitteissa.
NVIDIA väittää, että Tegra3 on ensimmäinen mobiili superprosessori, joka yhdistää ensimmäistä kertaa neliytimisen ARM Cotex-A9 -arkkitehtuurin. Vaikka Tegra3:n pääprosessorina on neljä (ja siten neljä) ARM Cotex-A9 -ydintä, siinä on ARM Cotex-A9 -apuydin (nimeltään kumppaniydin), joka on arkkitehtuuriltaan identtinen muiden kanssa, mutta syövyttää alhaisella teholla. kangas ja kellot erittäin alhaisella taajuudella. Vaikka pääytimet voivat kellotaajuudella 1,3 GHz (kun kaikki neljä ydintä ovat aktiivisia) 1,4 GHz:iin (kun vain yksi neljästä ytimestä on aktiivinen), apuydin kellotaajuudella on 500 MHz. Apuytimen tavoitteena on ajaa taustaprosesseja laitteen ollessa valmiustilassa ja siten säästää virtaa. Tegra3:ssa käytetty GPU on NVIDIAn GeForce, johon on pakattu 12 ydintä. Tegra 3:ssa on sekä L1-välimuisti että L2-välimuisti, joka on samanlainen kuin Tegra 2:ssa, ja se mahdollistaa jopa 2 Gt:n DDR2-RAM-muistin pakkaamisen.
Vertailu Apple A5:n ja NVIDIA Tegra3:n välillä on taulukoitu alla.
| Apple A5 | Tegra 3 -sarja | |
| Julkaisupäivä | Maaliskuu 2011 | marraskuu 2011 |
| Tyyppi | MPSoC | MPSoC |
| Ensimmäinen laite | iPad2 | Ei vielä otettu käyttöön |
| Muut laitteet | iPhone 4S | – |
| ISA | ARM v7 (32-bittinen) | ARM v7 (32-bittinen) |
| CPU | ARM Cotex A9 (kaksiytiminen) | ARM Cortex-A9 (neliydin) |
| CPU:n kellonopeus | 1GHz (800MHz-1GHz) |
Yksiydin – jopa 1,4 GHz Neljä ydintä – jopa 1,3 GHz Companion Core – 500 MHz |
| GPU | PowerVR SGX543MP2 (kaksiytiminen) | NVIDIA GeForce (12 ydintä) |
| GPU:n kellonopeus | 200MHz | Ei saatavilla |
| CPU/GPU-tekniikka | TSMC:n 45 nm | TSMC:n 40 nm |
| L1-välimuisti |
32 kt ohje, 32 kt data (jokaiselle CPU-ytimelle) |
32 kt ohje, 32 kt data (jokaiselle CPU-ytimelle) |
| L2-välimuisti |
1 Mt (jaettu kaikkien CPU-ytimien kesken) |
1 Mt (jaettu kaikkien CPU-ytimien kesken) |
| Muisti | 512 Mt Low Power DDR2, kellotaajuus 533 MHz | Jopa 2 Gt DDR2 |
Yhteenveto
Yhteenvetona voidaan todeta, että NVIDIA, Tegra 3 -sarjan nimissä, on tuonut markkinoille korkean potentiaalin MPSoC:n. Se selvästi ylittää Apple A5:n paperilla sekä laskentatehon että grafiikkasuorituskyvyn suhteen. Ajatus kumppaniytimestä on erittäin siisti, sillä sitä voidaan käyttää paljon mobiililaitteissa, koska tällaiset laitteet ovat useimmiten valmiustilassa ja niiden odotetaan suorittavan taustatehtäviä. Apple A5 on osoittautunut markkinoiden menestykseksi käyttöönotossa, iPad2 ja iPhone 4S. Jotkut voivat väittää, että kumppaniytimessä käytetty kallis, vähätehoinen kangas voi rasittaa käyttäjiä. Se, miten matkaviestinteollisuus aikoo hyödyntää Tegra3:n potentiaalia ja markkinakelpoisuutta, jää vielä nähtäväksi.
