NVIDIA Tegra 2 vs Tegra 3 | Nvidia Tegra 3 (neliydinprosessori) vs. Tegra 2 Speed, suorituskyky
NVIDIA, alun perin GPU:ta (Graphics Processing Unit) valmistava yritys [väitettiin keksineensä GPU:t 1990-luvun lopulla], on äskettäin siirtynyt mobiililaitteiden markkinoille, joilla NVIDIA:n 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. 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. Tämän artikkelin tavoitteena on verrata kahta viimeaikaista Tegra-sarjan SoC:ta, nimittäin NVIDIA Tegra 2:ta ja NVIDIA Tegra 3:a.
Tegra 2:n ja Tegra 3:n kaksi pääkomponenttia ovat ARM-pohjainen CPU (Central Processing Unit, eli prosessori) ja NVIDIA-pohjainen GPU. Sekä Tegra 2 että Tegra 3 perustuvat ARM:n v7 ISA:han (käskysarjaarkkitehtuuri, jota käytetään prosessorin suunnittelun lähtökohtana) ja niiden GPU:t perustuvat NVIDIAn GeForceen. Tegra 2:n ja Tegra 3:n prosessori ja grafiikkasuoritin on rakennettu TSMC:n (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) 40 nm:n puolijohdeteknologiaan.
Tegra 2 (sarja)
Tegra 2 -sarjan SoC:t markkinoitiin ensimmäisen kerran vuoden 2010 alussa, ja ensimmäiset laitteet, jotka ottavat ne käyttöön, ovat muutamat vähemmän kuuluisat taulutietokoneet. Ensimmäinen älypuhelimen käyttöönotto tapahtui helmikuussa 2011, kun LG julkaisi Optimus 2X -matkapuhelimensa. Tämän jälkeen monet muut mobiililaitteet ovat käyttäneet Tegra 2 -sarjan SoC:ia, joista osa ovat Motorola Atrix 4G, Motorola Photon, LG Optimus Pad, Motorola Xoom, Lenevo ThinkPad Tablet ja Samsung Galaxy Tab 10.1.
Tegra 2 -sarjan SoC:issa (teknisesti MPSoC, koska käytössä on moniprosessoriprosessori) oli ARM Cotex-A9 -pohjaiset kaksiytiminen suorittimet (joka käyttää ARM v7 ISA:ta), joiden kellotaajuus oli tyypillisesti 1 GHz. Pienemmälle suulakealueelle kohdistettu NVIDIA ei tukenut NEON-ohjeita (ARM:n Advanced SIMD -laajennus) näissä prosessoreissa. Valittu GPU oli NVIDIA:n Ultra Low Power (ULP) GeForce, johon oli pakattu 8 ydintä (se ei ole yllätys yritykselle, joka tunnetaan moniytimisistä GPU:istaan). Grafiikkasuorittimet kellotettiin 300 MHz:n ja 400 MHz:n välillä sarjan eri siruissa. Tegra 2:ssa on sekä L1-välimuisti (käskyt ja tiedot – yksityinen kullekin CPU-ytimelle) että L2-välimuisti (jaettu molempien prosessoriytimien kesken) hierarkiat, jotka mahdollistavat jopa 1 Gt:n DDR2-muistimoduulien pakkaamisen.
Tegra 3 (sarja)
Tegra 3 -sarjan ensimmäinen SoC (tai pikemminkin MPSoC) julkaistiin marraskuun alussa 2011, mutta sitä ei ole vielä otettu käyttöön kaupallisesti saatavilla olevissa laitteissa. NVIDIA väittää, että tämä on ensimmäinen mobiili superprosessori, joka on tarkoitettu neljän ytimen ARM Cotex -A9 -arkkitehtuurin kokoamiseen. Vaikka Tegra 3:n pääprosessorina on neljä (ja siten neljän) ARM Cotex-A9 -ydintä, siinä on ARM Cotex-A9 -apuydin (nimeltään kumppaniydin), joka on arkkitehtuuriltaan identtinen muiden kanssa, mutta on kaiverrettu matalalle. tehokangas ja kellotetaan erittäin alhaisella taajuudella. Vaikka pääytimet voidaan ajastaa 1,3 GHz:iin (kun kaikki neljä ydintä ovat aktiivisia) 1,4 GHz:iin (kun vain yksi neljästä ytimestä on aktiivinen), apuytimen kellotaajuus on 500 MHz. Apuytimen tavoitteena on ajaa taustaprosesseja laitteen ollessa valmiustilassa ja siten säästää virtaa. Toisin kuin Tegra 2, Tegra 3 tukee NEON-ohjeita. Tegra 3: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 Tergra 2:ssa ja mahdollistaa jopa 2 Gt:n DDR2-RAM-muistin pakkaamisen.
Vertailu Tegra 2:n (sarja) ja Tegra 3:n (sarjan) MPSoC:n välillä on taulukoitu alla:
| Tegra 2 -sarja | Tegra 3 -sarja | |
| Julkaisupäivä | Q1 2010 | Q4 2011 |
| Tyyppi | MPSoC | MPSoC |
| Ensimmäinen laite |
LG Optimus 2X (ensimmäinen mobiilikäyttöönotto) |
Ei vielä otettu käyttöön |
| Muut laitteet | Motorola Atrix 4G, Motorola Photon 4G, LG Optimus Pad, Motorola Xoom, Motorola Electrify, Lenevo ThinkPad Tablet, Samsung Galaxy Tab 10.1 | – |
| ISA | ARM v7 | ARM v7 |
| CPU | ARM Cortex-A9 (kaksiytiminen) | ARM Cortex-A9 (neliydin) |
| CPU:n kellonopeus | 1,0 GHz – 1,2 GHz |
Yksiydin – jopa 1,4 GHz Neljä ydintä – jopa 1,3 GHz |
| GPU | NVIDIA GeForce (8 ydintä) | NVIDIA GeForce (12 ydintä) |
| GPU:n kellonopeus | 300MHz – 400MHz | Ei saatavilla |
| CPU/GPU-tekniikka | TSMC:n 40 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 | Jopa 1 Gt | Jopa 2 Gt |
Yhteenveto
Yhteenvetona voidaan todeta, että NVIDIA, Tegra 3 -sarjan nimissä, on tuonut markkinoille korkean potentiaalin MPSoC:n. Se on selvästi parempi kuin heidän Tegra 2 -sarjan MPSoC:t sekä laskenta- että grafiikkasuorituskyvyltään. Ajatus kumppaniytimestä on erittäin siisti, sillä se voi olla erittäin hyödyllinen mobiililaitteille, koska tällaiset laitteet ovat useimmiten valmiustilassa ja niiden odotetaan suorittavan taustatehtäviä. Nähtäväksi jää, kuinka mobiiliteollisuus aikoo hyödyntää potentiaalia.
