雙核先鋒Nvidia的崛起——手機處理器系列(五)

　　繼雙核Tegra 2系列之后，NVIDIA繼續保持了業(yè)界領(lǐng)先的更新速度，開(kāi)始專(zhuān)注于代號為KAL-EL的四核處理器芯片的研發(fā)工作，并于2011年11月9日率先推出了新一代基于A(yíng)RM核心架構的處理器Tegra 3，這也是全球首款移動(dòng)終端平臺四核處理器芯片。

　　全球首款四核手機處理器芯片-NVIDIA Tegra 3

　　與Tegra 2一樣，Tegra 3仍然采用臺積電40nm工藝制程，四核心最高主頻為1.4GHz，單核最高主頻1.5GHz。根據NVIDIA官方的介紹，Tegra 3的CPU性能最高可達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立體顯示，同時(shí)理論功耗值比雙核的Tegra 2更低，下面就帶大家詳細了解這款處理器。

　　性能相比Tegra 2提升5倍

　　獨有4+1多核架構管理模式

　　為了有效地解決多核運算所帶來(lái)的功耗問(wèn)題，NVIDIA首創(chuàng )了vSMP（可變對稱(chēng)多處理）多核架構管理模式，并且申請了專(zhuān)利技術(shù)。雖然Tegra 3名為四核處理器，實(shí)際上卻包含了5個(gè)處理器核心，這5個(gè)CPU核心在內部結構上完全一致，均為Cortex-A9架構，除了四個(gè)采用高性能制程的主核心之外（每個(gè)主核心可根據工作負載獨立而自動(dòng)地開(kāi)啟或關(guān)閉），還有一個(gè)專(zhuān)為低功耗節電而設計的核心，它的主頻被設定為最高500MHz，也被稱(chēng)為伴核（Companion Core）。

　　vSMP多核管理模式詳解

　　vSMP技術(shù)可允許Tegra 3針對不同的使用情況，采取不同的處理器核心解決方案，比如手機在待機、接打電話(huà)以及收發(fā)郵件等低負載情況下，四個(gè)主核心就會(huì )保持關(guān)閉狀態(tài)，而僅使用低頻率的伴核。

　　vSMP技術(shù)能提升整體性能和降低功耗

　　而在玩普通游戲、瀏覽網(wǎng)頁(yè)加載Flash內容等情況下使用單核或者雙核，只有在運行大型3D游戲、高清視頻播放等操作時(shí)才會(huì )四核滿(mǎn)負載運行，這種靈活可變的多核心調動(dòng)機制很大程度上，就能降低芯片整體的功耗，從而讓手機獲得更長(cháng)的續航能力。

　　需要注意的是，伴核是不能與四個(gè)主核心同時(shí)工作的，為了保證Tegra 3的高效率以及伴核與主核心之間的高速切換，在緩存、Android系統優(yōu)化方面Tegra 3也有特別之處。在緩存上，主核心和伴核共享1MB的二級緩存，緩存間返回數據速度在納秒級別，而多核心高速切換的時(shí)間間隔可小于2毫秒。

　　伴核最高主頻設定為500MHz

　　在A(yíng)ndroid系統下，雖然系統可以允許多個(gè)核心在不同頻率下運行，但系統假設每個(gè)核心的運算能力是完全一致的，它會(huì )依次來(lái)分配計劃任務(wù)，此時(shí)顯然多核心工作是不夠高效的。而NVIDIA表示，vSMP將一直保持被激活的核心工作在同步系統頻率上，以此方式為Android系統優(yōu)化，從而達到更高的效率。

　　與高通以及TI等對手的產(chǎn)品對比

　　相比之下Tegra 3功耗控制方面表現很出色

　　通過(guò)vSMP技術(shù)，Tegra 3很好地解決了多核處理器在高性能和低功耗之間的平衡問(wèn)題，在執行同樣功能操作時(shí)，Tegra 3相比前代Tegra 2在功耗控制上具有明顯的優(yōu)勢。而來(lái)自一份《Coremark》的測試軟件的結果則顯示，若達到目前主流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，但功耗卻比現在主流雙核心產(chǎn)品低20%。

　　伴核的引入能很大程度降低功耗

12核心GPU圖形處理優(yōu)勢突出#e#

　　12核心GPU圖形處理優(yōu)勢突出

　　而在圖形處理方面，依舊集成了超低功耗設計的GeForce GPU，相比上代產(chǎn)品，GPU的核心處理單元增加到12個(gè)，內存寬帶相比Tegra 2提升三倍，圖形輸出方面支持HDIM 1.4a規范，除了完全勝任1080P High Profile 40Mbps高清播放之外，還支持3D視頻的播放、輸出以及2D轉3D功能。同時(shí)，加強的GPU還將帶來(lái)更好的實(shí)時(shí)光影效果、動(dòng)態(tài)模糊效果、以及物理引擎運算效果。

　　Tegra 3芯片的優(yōu)勢一覽

　　此外，Tegra 3在成像以及顯示方面也有重大提升，最高支持3200像素的主攝像頭以及500萬(wàn)像素副攝像頭，擁有全新的300M像素/s的圖形處理單元。而在存儲器方面，支持DDR3-L 1500LPDDR2-1066規范的內存接口，容量最高可達2GB。

　　Tegra 3內置全新12核心的GPU

　　四核Tegra 3的游戲性能表現比Tegra 2提升很大

　　Windows 8的普及或將成新的增長(cháng)點(diǎn)

　　值得一提的是，Tegra 3四核處理器將同時(shí)支持Windows 8以及Android兩大移動(dòng)系統平臺。對此，英偉達施澄秋認為，盡管目前Windows 8平臺還未得到普及推廣，但這畢竟也是今后移動(dòng)終端市場(chǎng)不可忽視的又一大新興平臺，隨著(zhù)Windwos 8的普及勢必會(huì )在一定程度上給Tegra 3提供良好的發(fā)展契機，事實(shí)上Tegra3已經(jīng)成為Windows 8的ARM版的推薦設計平臺之一。

　　四核Tegra 3與同期產(chǎn)品相比整體性能優(yōu)勢明顯

　　總體而言，憑借vSMP等多項獨家專(zhuān)利技術(shù)，Tegra 3處理器芯片在性能上的表現是值得肯定的，這一點(diǎn)從搭載Tegra 3的HTC One X（網(wǎng)購最低價(jià) 3160.0元）上所展現的強大拍照功能就可見(jiàn)一斑，NVIDIA方面也非?？春肨egra 3接下來(lái)的市場(chǎng)表現。

　　全球首款搭載Tegra 3的四核智能手機-HTC One X

　　但NVIDIA競爭對手的實(shí)力同樣不容小覷，雖然目前僅有三星以及華為推出了其針對手機產(chǎn)品的四核處理器，但是高通以及TI等對手也將在后續推出同等級別的產(chǎn)品，并與NVIDIA Tegra 3系列展開(kāi)直接競爭。

　　這其中，高通日前就已經(jīng)正式發(fā)布了其最新的Snapdragon S4系列產(chǎn)品，其MSM8960雙核處理器不僅基于近似于Cortex-A15內核的Krait核心架構研發(fā)，而且還采用業(yè)界最先進(jìn)的28nm工藝制程。

　　搭載四核Tegra 3的手機續航能力有待驗證

　　理論上來(lái)說(shuō)，針對手機終端的高通S4雙核處理器，在綜合性能方面會(huì )稍遜于Tegra 3，但更先進(jìn)的架構和制程工藝將使得功耗控制上則比Tegra 3更具優(yōu)勢，同時(shí)高通處理器所具有的高集成度特性以及LTE專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)勢也是NVIDIA的軟肋。

　　不過(guò)，NVIDIA已然意識到Tegra 3所存在的這些問(wèn)題，在確定與瑞薩電子（前NEC半導體部門(mén)）和GCT半導體合作之后，NVIDIA CEO黃仁勛此前就表示Tegra 3芯片將在今年內支持LTE，我們也寄希望于支持LTE的改進(jìn)版Tegra 3芯片能夠盡快量產(chǎn)上市，這樣無(wú)論對于終端廠(chǎng)商或是消費者而言都將有積極的正面影響。
小結

　　從Tegra一代的初次