NVIDIA Tegra 2 gegen Tegra 3 | Nvidia Tegra 3 (Quad-Core-Prozessor) vs. Tegra 2 Geschwindigkeit, Leistung
NVIDIA, ursprünglich ein Hersteller von GPUs (Graphics Processing Unit) [behauptet, GPUs in den späten Neunzigern erfunden zu haben], ist kürzlich in den Markt für mobile Computer eingestiegen, wo NVIDIAs System on Chips (SoC) in Telefonen eingesetzt werden, Tablets und andere Handheld-Geräte. Tegra ist eine von NVIDIA entwickelte SoC-Serie, die auf den Einsatz im mobilen Markt abzielt. In der Laiensprache ist ein SoC ein Computer auf einem einzigen IC (Integrated Circuit, auch bekannt als Chip). Technisch gesehen ist ein SoC ein IC, der typische Komponenten eines Computers (wie Mikroprozessor, Speicher, Ein-/Ausgabe) und andere Systeme integriert, die elektronische und Funkfunktionen bereitstellen. Das Ziel dieses Artikels ist es, zwei aktuelle SoCs der Tegra-Serie zu vergleichen, nämlich NVIDIA Tegra 2 und NVIDIA Tegra 3.
Die beiden Hauptkomponenten von Tegra 2 und Tegra 3 sind ihre ARM-basierte CPU (Central Processing Unit, auch bekannt als Prozessor) und NVIDIA-basierte GPU. Sowohl Tegra 2 als auch Tegra 3 basieren auf ARMs v7 ISA (Befehlssatzarchitektur, die als Ausgangspunkt für die Entwicklung eines Prozessors verwendet wird) und ihre GPUs basieren auf NVIDIAs GeForce. Die CPU und die GPU in Tegra 2 und Tegra 3 sind in der als 40 nm bekannten Halbleitertechnologie von TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) gebaut.
Tegra 2 (Serie)
SoCs der Tegra 2-Serie wurden erstmals Anfang 2010 auf den Markt gebracht, und die erste Gruppe von Geräten, die sie einsetzen, sind einige nicht so berühmte Tablet-PCs. Der erste Einsatz desselben in einem Smartphone erfolgte im Februar 2011, als LG sein Mobiltelefon Optimus 2X herausbrachte. Danach haben eine große Anzahl anderer Mobilgeräte SoCs der Tegra 2-Serie verwendet, darunter Motorola Atrix 4G, Motorola Photon, LG Optimus Pad, Motorola Xoom, Lenevo ThinkPad Tablet und Samsung Galaxy Tab 10.1.
SoCs der Tegra 2-Serie (technisch MPSoC, aufgrund der verwendeten Multiprozessor-CPU) hatten ARM Cotex-A9-basierte Dual-Core-CPUs (die ARM v7 ISA verwenden), die typischerweise mit 1 GHz getaktet waren. NVIDIA zielte auf kleinere Die-Bereiche ab und unterstützte NEON-Anweisungen (ARMs Advanced SIMD-Erweiterung) in diesen CPUs nicht. Die GPU der Wahl war NVIDIAs Ultra Low Power (ULP) GeForce mit 8 Kernen (keine Überraschung für ein Unternehmen, das für seine Multi-to-Many-Core-GPUs bekannt ist). Die GPUs wurden in verschiedenen Chips der Serie zwischen 300 MHz und 400 MHz getaktet. Tegra 2 hat sowohl L1-Cache (Anweisungen und Daten – privat für jeden CPU-Kern) als auch L2-Cache (von beiden CPU-Kernen gemeinsam genutzt) Hierarchien, die das Packen von bis zu 1 GB DDR2-Speichermodulen ermöglichen.
Tegra 3 (Serie)
Das erste SoC (oder besser gesagt MPSoC) der Tegra 3-Serie wurde Anfang November 2011 veröffentlicht und muss noch in handelsüblichen Geräten eingesetzt werden. NVIDIA behauptet, dass dies der erste mobile Superprozessor für die Zusammenstellung einer Quad-Core-ARM-Cotex-A9-Architektur ist. Obwohl der Tegra 3 vier (und damit vier) ARM Cotex-A9-Kerne als Haupt-CPU hat, hat er einen zusätzlichen ARM Cotex-A9-Kern (genannt Companion Core), der in seiner Architektur mit den anderen identisch ist, aber auf einem niedrigen Niveau geätzt ist Energiegewebe und wird mit einer sehr niedrigen Frequenz getaktet. Während die Hauptkerne mit 1,3 GHz (wenn alle vier Kerne aktiv sind) bis 1,4 GHz (wenn nur einer der vier Kerne aktiv ist) getaktet werden können, wird der Hilfskern mit 500 MHz getaktet. Das Ziel des Hilfskerns ist es, Hintergrundprozesse auszuführen, wenn sich das Gerät im Standby-Modus befindet, und so Strom zu sparen. Im Gegensatz zu Tegra 2 unterstützt Tegra 3 NEON-Befehle. Die in Tegra 3 verwendete GPU ist NVIDIAs GeForce, in die 12 Kerne gepackt sind. Tegra 3 hat sowohl einen L1-Cache als auch einen L2-Cache, der dem von Tergra 2 ähnlich ist und das Packen von bis zu 2 GB DDR2-RAM ermöglicht.
Der Vergleich zwischen Tegra 2 (Serie) und Tegra 3 (Serie) MPSoCs ist unten tabelliert:
| Tegra 2 Serie | Tegra 3 Serie | |
| Veröffentlichungsdatum | Q1 2010 | Q4 2011 |
| Typ | MPSoC | MPSoC |
| Erstes Gerät |
LG Optimus 2X (erster mobiler Einsatz) |
Noch nicht bereitgestellt |
| Andere Geräte | 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 (Dual Core) | ARM Cortex-A9 (Quad-Core) |
| CPU-Taktrate | 1,0 GHz – 1,2 GHz |
Single Core – bis zu 1,4 GHz Vier Kerne – bis zu 1,3 GHz |
| GPU | NVIDIA GeForce (8 Kerne) | NVIDIA GeForce (12 Kerne) |
| GPU-Taktrate | 300MHz – 400MHz | Nicht verfügbar |
| CPU/GPU-Technologie | TSMCs 40nm | TSMCs 40nm |
| L1-Cache |
32kB Anleitung, 32kB Daten (für jeden CPU-Kern) |
32kB Anleitung, 32kB Daten (für jeden CPU-Kern) |
| L2-Cache |
1MB (von allen CPU-Kernen geteilt) |
1MB (von allen CPU-Kernen geteilt) |
| Erinnerung | Bis zu 1 GB | Bis zu 2GB |
Zusammenfassung
Zusammenfassend hat NVIDIA im Namen der Tegra 3-Serie einen MPSoC mit hohem Potenzial herausgebracht. Es übertrifft offensichtlich die MPSoCs der Tegra 2-Serie sowohl in der Rechen- als auch in der Grafikleistung. Die Idee eines Begleitkerns ist sehr nett, da sie für mobile Geräte sehr nützlich sein kann, da sich solche Geräte meistens im Standby-Modus befinden und von ihnen erwartet wird, dass sie Hintergrundaufgaben ausführen. Wie die Mobile-Computing-Industrie das Potenzial nutzen wird, bleibt abzuwarten.
