VŠB-TU Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky
Procesory nVidia Tegra
Petr Dostalík, DOS140
Pokročilé architektury počítačů
Představení nVidia Tegra V únoru roku 2008 představila společnost nVidia nový typ procesorů určených pro mobilní zařízení s názvem Tegra APX, v červnu stejného roku byl představen výkonnější verze Tegra 600 a Tegra 650. Tyto procesory způsobily revoluci v oblasti spotřeby, výpočetního a grafického výkonu procesorů určených do malých přenosných zařízení. Tato rodina procesorů obsahuje CPU, GPU i paměť na jednom chipu, který má celkovou velikost zhruba notebookové verze paměti DDR2/3. Tento typ procesorů označovaných jako „computer-on-a-chip" je postavená na architektuře ARM11, které se vyznačuje svou nízkou spotřebou. Z tohoto důvodu zatím nejsou k dispozici na architektuře x86, i když společnost nVidia tuto možnost do budoucna nevylučuje. Tyto procesory byly vyvinuty pro využití s Windows CE, ovšem na kongresu Mobile World Congress 2009 byl představen port na stále více se rozšiřujícím operačním systémem Android od společnosti Google. Tyto procesory jsou tedy určeny především do zařízení typu MID, PDA a smartphony.
Procesory nVidia Tegra integrují až 8 procesorů a každý se specializuje na něco jiného. Jsou to ARM11, ARM7, GPU, 2D engine, HD video encoder/decoder a audio encoder/decoder. Na obrázku jsou patrné všechny rozhraní, kterými procesor disponuje.
Tegra APX Procesory Tegra APX 2500 je nejslabší variantou s rodiny procesorů Tegra. Jedná se o ARM procesor postavený na architektuře ARM11 MPcore obsahující několik jader a běžící na pracovní frekvenci 600MHz. Tyto procesory jsou určeny do zařízení, kde je požadovaný co nejmenší odběr, jako jsou například komunikátory. Na chipu je rovněž paměť, která je typu DDR mobile. Zařízení s tímto procesorem může mít displej o velikosti až 864x480px (FWVGA) a lze připojit externí displej s rozlišením až 1280x1050px. Procesor zvládne obsluhu i 12Mpx fotoaparátu, zvládá dekodování videa 1280x720px při 25 snímcích za sekundu, podporuje OpenGL 2.0 i D3D Mobile. Jako výstupní porty mohou být HDMI, VGA a USB, lze použít pro ukládání dat IDE nebo SSD disk. Procesory Tegra APX 2600 jsou téměř shodné s výše popsaným procesorem, liší se pouze ve zvýšené kapacitě NAND flash paměti. Jediné dostupné zařízení, ve kterém je použit tento typ procesoru, je zařízení od firmy Microsoft s názvem ZuneHD, které slouží pro multimediální přehrávání videa či zvuku.
Tegra 600 Pro procesory typu Tegra 600 platí, že jsou výkonnější variantou předchozího typu. Opět je postavený na jádře typu ARM11 MPcore, ovšem pracuje již na vyšší frekvenci 650MHz. Procesor komunikuje s pamětí DDR Mobile pracující na frekvenci 166MHz. Dále podporuje technologie OpenGL 2.0, pixel shader, vertex, lighting, rozšířené 2D/3D. Je schopen přehrávat video 1280x720px při 25 snímcích za sekundu, lze připojit displej až 1280x1024px. Opět podporuje rozhraní HDMI, VGA a USB. Silnější variantou je Tegra 650 pracující na frekvenci 750MHz a komunikující s pamětí DDR s frekvencí 200MHz. Podporuje na zařízení displej až 1440x900px, umožňuje na externím displeji přehrát i FullHD video v plném rozlišení. Samozřejmostí je podpora připojení WiFi, disků, klávesnic, myší atd.
Tyto procesory jsou určené především pro Netbooky a smartbooky, kde by měly způsobit revoluci co se týče výdrže zařízení z baterie a především taktéž grafickým výkonem. Jako jediný procesor pro tento typ zařízení, podporuje Tegra i hardwarovou akceleraci flash obsahu. V tuto dobu bylo uvedeno jen pár zařízení s tímto procesorem, a to především několik netbooků pro americký trh od nepříliš známých výrobců. Pro prezentací schopností této koncepce si nVidia připravila připravila i zařízení své výroby. Mimo jiné například na něm prezentovala přehrávání FullHD videa či naprosto plynulý běh hry Quake III.
Tegra vs. konkurence Naveletrhu Computex, kde byla představena tato rodina procesorů, si dala nVidia záležet. Při své prezentaci totiž svůj procesor srovnávala s konkurenčním procesorem Atom od firmy Intel, který je ovšem postaven na architektůře x86 a běží na něm klasický Windows. Podle nVidie však tento procesor poráží 10x nižší spotřebou (Atom má spotřebu minimálně 12W, Tegra maximálně 1W), dále je pak 10x menší a dokonce 10x výkonnější. Poslech hudby Sledování HD videa Hraní Quake Akcelerace Flash
Tegra
Atom
Snapdragon
25 dní
5h
60 h
10 h
3h
-
46 fps
17 fps
5 fps
Ano
Ne
Ne
Při přehrávání HD videa si Tegra řekne o pouhých 600mW, což by umožňovalo sledovat například několik hodin digitální televizi. Podle nVidie by Tegra ve spojením s úsporným OLED displejem byla schopna přehrávat až 26 hodin HD video nebo 130 hodin zvuk s pomocí běžné baterie. Tímto procesorem způsobila nVidia značný rozruch v oblasti mobilních zařízení a zdá se, že i nadále chce ve vývoji pokračovat. S těmito procesory by mohly vzniknout velice zajímavá zařízení s nejnáročnějšími multimediálními funkcemi. Jestli skutečně procesory od nVidie dosahují prezentovaných výkonů, to bude patrné až z prvních komunikátorů na trhu. Rozhodně bude zajímavé, jak budou reagovat ostatní výrobci, jako jsou Intel, AMD, Qualcomm a Samsung.
Použité zdroje www.nvidia.com/tegra http://smartmania.mobilmania.cz - nVidia Tegra... www.extrahardware.cz - Žhavé novinky... wikipedia.org - Nvidia Tegra (cz)
