NVIDIA впервые продемонстрировала новый процессор Tegra 3 на конференции Mobile World Congress 2011. Спустя девять месяцев он появился в составе самого ожидаемого Android планшета 2011 года – ASUS Transformer Prime, а затем и в первом четырехъядерном смартфоне HTC Edge.
Как говорится на официальном сайте NVIDIA, новый четырехъядерный процессор Tegra 3 создан, чтобы обеспечить беспрецедентно высокую производительность широкому спектру мобильных устройств. В нем организован предельный уровень многозадачности.
Обзор возможностей и производительности Tegra 3
Новые возможности Tegra 3 при работе в Сети, скорость просмотра веб-страниц до 2-х раз выше, аппаратное ускорение Flash. Производительность игр на уровне консолей за счет интегрированного NVIDIA GeForce GPU с уменьшенным энергопотреблением. Невиданные до этого времени на мобильных процессорах скорости при работе с HD видео.
По сути, Tegra 3 создавался с целью превзойти показатели производительности Tegra 2 в условиях сравнения возможностей и меньшего энергопотребления у Tegra 3. Указанные ниже спецификации этого процессора демонстрируют, что новый Tegra 3 удвоил производительность CPU и утроил графическую производительность относительно своего предшественника. Для достижения таких результатов, в чип были интегрированы 4 высокопроизводительных ядра. Каждое из них способно работать при различных частотах (до 1.4 ГГц в режиме одного активного ядра), и при этом имеется возможность полностью останавливать отдельные ядра, когда они не используются. В зависимости от нагрузки, одно или все ядра могут быть активированы для обеспечения скорейшего выполнения задачи и затем снова будут переведены в режим глубокого сна.
Продолжая обзор NVIDIA Tegra 3, следует заметить, что для разработчиков важнейшей проблемой будет поиск задач, которые могут быть разбиты на более мелкие части и посланы на исполнение в разные независимые ядра. Такие процессы как обработка фото или вычислительные исследования — наиболее подходящие для этого кандидаты, однако более тривиальные и часто используемые задачи могут быть либо тяжело разделимы, либо вообще неразделимы.
NVIDIA собственноручно сравнила скорость центрального процессора Tegra 3 и Intel Core 2 Duo T720 (2 ГГц, шина 667 МГц). И можно верить, что тесты NVIDIA Tegra 3 показали, что их новинка может обрабатывать вычислительные задачи также быстро, как T720 в условиях синтетического бенчмаркинга. Однако ранее никогда не было такого, чтобы мобильное SoC-устройство (system-on-chip, система на кристалле) успешно справлялось бы с нагрузками, характерными для полноразмерных компьютеров. Ведь при таких нагрузках в техпроцесс Tegra 3 вовлечена более сложная система обработки данных, чем простые математические вычисления, которая включает, в том числе действия по передаче и хранение данных.
Не смотря на то, что новый процессор четырехъядерный, NVIDIA заявляет, что у него энергопотребление до 61% меньше энергии, чем Tegra 2.
Для обеспечения таких показателей инженеры, кроме управления частотой ядер и отключения неиспользуемых вычислителей, решили встроить в чип 5-е «вспомогательное» ядро. Это-то и является истинным секретом энергоэффективности новых процессоров. Это ядро оптимизировано для ультранизких затратных задач и берет на себя обработку «скучных» (но крайне важных!) процессов, таких как запуск операционной системы, опрос почтовых серверов и так далее. По факту, это ядро будет включенным гораздо чаще, чем любое из основных. Ведь большинство времени ваш смартфон проводит у вас в кармане. Характеристики NVIDIA Tegra 3 указывают на рабочие тактовые частоты вспомогательного ядра в диапазоне от 0 до 0.5 ГГц.
Легко понять, что система на чипе (SoC) может быть невероятно сложной, многие компоненты ее могут постоянно взаимодействовать на разных уровнях и влиять на совершенно неожиданные вещи. Поэтому при обеспечении производительности естественно натолкнуться на еще одно препятствие: полоса пропускания. Вычислительный процесс требует прием и передачу большого количества данных и при этом неважно, насколько быстры ядра центрального процессора, если им приходится дожидаться необходимых пакетов информации для продолжения вычислений.
Для обеспечения более широкой полосы пропускания Tegra 3 может использовать супербыструю память DDR3L-1500 или более старые модули LPDDR2-1066. Частота у первой конечно же повыше, однако и это не будет шагом вперед от Tegra 2. В условиях выросшего числа ядер центрального процессора, озабоченность вызывает тот факт, что полоса пропускания может в определенный момент стать ограничивающим фактором.
Спецификация и характеристики NVIDIA Tegra 3
|
Наименование
|
Значение
|
| Максимальная тактовая частота режим одного ядра | до 1.4 ГГц / режим четырех ядер — до 1.3 ГГЦ. |
| L2 кэш | 1 МБ |
| L1 (I/D) кэш | (32KB / 32KB) на каждое ядро. |
| Поддержка памяти | частота DDR3-L — 1500 МГц, LPDDR2 — 1066 МГц. |
| GPU | архитектура ULP GeForce. |
| Количество ядер | 4 |
| Поддержка 3D Stereo | есть. |
| Полная программируемость | есть. |
| Версия OpenGL ES | 2.0. |
| Версия OpenVG | 1.1. |
| Версия EGL | 1.1. |
| MIPI DSI | есть. |
| Техпроцесс | 40 нм. |
Тест NVIDIA Tegra 3
Весьма естественным будет оценить Tegra 3 в составе первого устройства, основу которого он составил – планшета Asus Eee Pad Transformer Prime.
Методика тестирования была следующей: для каждого теста все планшеты устанавливались в режим максимальной производительности, за исключением собственно Transformer Prime, который испытывался в нормальном (normal) и сбалансированном (balanced) режимах. Нормальный режим для этого устройства обеспечивает максимальную производительность процессора NVIDIA Tegra 3, в то время как сбалансированный режим более экономичен, при его активации частоты ядер ограничиваются отметкой 1.2 ГГц.
В процессе испытаний был проведен сравнительный анализ производительности указанных планшетных компьютеров в популярнейших тестах, доступных на сегодня в Android Market.
Тест производительности NVIDIA Tegra 3
К сожалению, iOS версия пакета Linpack весьма сильно отличается от Android версии, так что невозможно было сопоставить результаты представителей разных платформ. Так или иначе, но в сравнении с Tegra 2, также как и с двухъядерным Samsung Exynos, NVIDIA Tegra 3 показала практически удвоение производительности в режиме «Normal».
Тест просмотра веб-страниц
Эти два теста призваны охарактеризовать, насколько успешно устройство справляется с обработкой Javascript и HTML. Rightware Browser Mark специализируется на определении производительности браузера, а SunSpider отдельно тестирует Javascript. И в этих случаях герой нашего обзора демонстрирует более чем убедительное преимущество над Tegra 2. В Browser Mark Transformer Prime оказался самым быстрым устройством, результат его превзошел показатель Apple iPad 2 примерно на 10%. В SunSpider Galaxy 7 Plus и iPad 2 в свою очередь опередили Prime на ту же величину.
Тест 3D графики
GLBenchmark представляет собой бенчмарк OpenGL ES 2.0 с определенным набором интегрированных метрических инструментов. Оболочка Fill Texture Fetch была применена для определения частоты заполнения массивов структур графическим ядром, а тест Egypt Off Screen – для оценки производительности 3D в кадрах в секунду.
Глядя на графы скорости заполнения текстур видим, что Apple A5 демонстрирует результат в два раза превосходящий новый процессор от NVIDIA Tegra 3 и графика превосходная.
За ним следует Samsung Exynos в составе Galaxy Tab 7 Plus. Тем не менее, скорость выполнения этой операции у Tegra 3 в три раза выше, чем у Tegra 2 (что и обещали производители).
Обратная ситуация в тесте Egypt Off Screen, где Tegra 3 явился абсолютным лидером, опередив Apple A5 на 25%.
Заключение
NVIDIA была вполне серьёзна, представляя в начале 2011 года план-график развития собственных технологий на ближайшие годы. Более того, компания начала успешно претворять его в жизнь. С точки зрения архитектуры, Tegra 3 – очень интересный продукт в том плане, что он воплощает в себе стремление сочетать высочайшую производительность и крайне низкое энергопотребление. Отличным шагом в светлое будущее является релиз процессора в составе Asus Transformer Prime, лучшего Android- планшета этого года. Солидности новинке придают также разговоры о ее превосходстве над Apple A5, которым оснащен лидер сегмента – iPad 2, которые частично подтверждаются в синтетических испытаниях. Теперь Tegra 3 предстоит пройти череду независимых реальных тестов и доказать свою состоятельность.
Просмотры: (9125)
