图形处理能力领先 NVIDIA手机芯片解析(五)

2012-05-23 19:08:42 来源: 网易手机 举报
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作为世界领先的图形处理器研发制造商,NVIDIA在08年开始涉足移动终端芯片领域。尽管其Tegra一代系列产品市场表现不佳,但后续率先推出的双核Tegra2以及四核Tegra3处理器芯片还是在业界引起不小轰动,下面就带大家来NVIDIA Tegra系列处理器的详细解析。

再次出击的Tegra 3四核处理器

继双核Tegra 2系列之后,NVIDIA继续保持了业界领先的更新速度,开始专注于代号为KAL-EL的四核处理器芯片的研发工作,并于2011年11月9日率先推出了新一代基于ARM核心架构的处理器Tegra 3,这也是全球首款移动终端平台四核处理器芯片。

全球首款四核手机处理器芯片-Nvidia Tegra 3
全球首款四核手机处理器芯片-NVIDIA Tegra 3

与Tegra 2一样,Tegra 3仍然采用台积电40nm工艺制程,四核心最高主频为1.4GHz,单核最高主频1.5GHz。根据NVIDIA官方的介绍,Tegra 3的CPU性能最高可达Tegra 2的5倍,集成的12核GeForce GPU性能是Tegra 2上的3倍,并且支持3D立体显示,同时理论功耗值比双核的Tegra 2更低,下面就带大家详细了解这款处理器。

性能相比Tegra 2提升5倍
性能相比Tegra 2提升5倍

独有4+1多核架构管理模式

为了有效地解决多核运算所带来的功耗问题,NVIDIA首创了vSMP(可变对称多处理)多核架构管理模式,并且申请了专利技术。虽然Tegra 3名为四核处理器,实际上却包含了5个处理器核心,这5个CPU核心在内部结构上完全一致,均为Cortex-A9架构,除了四个采用高性能制程的主核心之外(每个主核心可根据工作负载独立而自动地开启或关闭),还有一个专为低功耗节电而设计的核心,它的主频被设定为最高500MHz,也被称为伴核(Companion Core)。

vSMP多核管理模式详解
vSMP多核管理模式详解

vSMP技术可允许Tegra 3针对不同的使用情况,采取不同的处理器核心解决方案,比如手机在待机、接打电话以及收发邮件等低负载情况下,四个主核心就会保持关闭状态,而仅使用低频率的伴核。

vSMP技术能提升整体性能和降低功耗
vSMP技术能提升整体性能和降低功耗

而在玩普通游戏、浏览网页加载Flash内容等情况下使用单核或者双核,只有在运行大型3D游戏、高清视频播放等操作时才会四核满负载运行,这种灵活可变的多核心调动机制很大程度上,就能降低芯片整体的功耗,从而让手机获得更长的续航能力。

需要注意的是,伴核是不能与四个主核心同时工作的,为了保证Tegra 3的高效率以及伴核与主核心之间的高速切换,在缓存、Android系统优化方面Tegra 3也有特别之处。在缓存上,主核心和伴核共享1MB的二级缓存,缓存间返回数据速度在纳秒级别,而多核心高速切换的时间间隔可小于2毫秒。

伴核最高主频设定为500MHz
伴核最高主频设定为500MHz

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,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。

与高通以及TI等对手的产品对比
与高通以及TI等对手的产品对比

相比之下Tegra 3功耗控制方面表现很出色
相比之下Tegra 3功耗控制方面表现很出色

通过vSMP技术,Tegra 3很好地解决了多核处理器在高性能和低功耗之间的平衡问题,在执行同样功能操作时,Tegra 3相比前代Tegra 2在功耗控制上具有明显的优势。而来自一份《Coremark》的测试软件的结果则显示,若达到目前主流CPU性能,Tegra 3只需要付出一半的功耗,而如果需要更高的性能,Tegra 3可以提升近一倍,但功耗却比现在主流双核心产品低20%。

伴核的引入能很大程度降低功耗
伴核的引入能很大程度降低功耗

波少 本文来源:网易手机 作者:徐诗、马锐宁 责任编辑:王晓易_NE0011
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