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从GHz到多核 移动处理器核变简史
2012-04-01 14:12:11  出处:快科技 作者:永辉 编辑:永辉     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

5.大战双核时代

在各家厂商还在为单核处理器的频率能有多高而竞争的时候,在2011年初,移动双核时代就已经悄然来临。而这次的先锋,就是直接跳过了单核时代跑步进军双核市场的NVIDIA,他们抢先开启了移动双核处理器时代的来临,并成功抢占了大量市场份额。

5.1 NVIDIA Tegra 2

实际上NVIDIA早在2010年初就发布了业内首款双核移动处理器Tegra 2,基于台积电40nm工艺制造,共包含2.6亿个晶体管,核心尺寸约为49mm2,8.8mm BGA封装,共有8个独立的处理器核心(第一代Tegra为7个)。

首先的两个核心来自于一颗双核ARM Cortex-A9处理器,最高频率1GHz,支持支持ARMv7-A指令集,后期的Tegra 2 3D还将主频升级至1.5GHz。在第一代Tegra中,NVIDIA使用的是单核心的ARM 11架构,而此次则跳过了Cortex-A8这一代,直接升级双核版Cortex-A9架构设计,相比同期其他厂商处理器在性能上很大的提升,同时支持LPDDR2内存,整体功耗仅为500mW左右。

Tegra 2双核处理器的速度可以达到普通单核Cortex A9处理器1.5倍到2.0倍,是Cortex A8单核处理器的1.7倍到2.4倍。同时NVIDIA使用的SMP对称多处理技术可以为两个处理内核分摊同一任务的独立工作量,两个内核不用全负荷工作,两个处理器核心均使用较低的工作频率和电压可以让系统运行在低功耗状态,从而实现显著的节能效果。

余下的六颗核心分别为一个音频解码核心,一个支持1080p H.264硬件加速的视频解码核心,一个高清视频编码核心,一个最高支持1200万像素摄像头的图片/照片处理核心,一个GeForce 2D/3D图形核心以及一个用于芯片内部数据/功耗管理的ARM 7处理器核心。

与三星、德州仪器等厂商使用授权GPU所不同,NVIDIA坚持在自己的平台方案中使用自己的技术和产品。Tegra使用的GeForceGPU包含四个像素着色器内核和四个顶点着色和内核,专用于高速顶点和像素处理。它还实现了一种独一无二的各向异性过滤(AF)算法,该算法优于许多台式机GPU所使用的AF技术。该架构支持各种高级特性,例如高动态范围(HDR)照明、多重渲染目标(MRT) ,并且两种纹理支持均不会带来功耗。

虽然GeForce GPU架构是一种类似于OpenGL ES 2.0标准定义的管线架构,但它还包含一些特殊特性和自定义功能,可显著降低功耗并提供更高的性能和图形质量。Tegra 2移动处理器中实现的一些独特特性包括:

-Early‐Z支持,专用于过滤掉不可见的像素

-集成像素着色器 (Pixel Shader)和混合单元(Blend  Unit),可实现编程灵活性和更高的性能

-像素缓存、纹理缓存、顶点和属性缓存,可减少内存操作

-独特的5倍覆盖采样抗锯齿 (CSAA)技术,可在更低的内存带宽下实现更高的图像质量 
 
-高级各向异性过滤(AF),可实现高细节纹理

-内部开发的自定义内存控制器,可提高GPU性能和降低功耗

-实现超低功耗的众多电源管理功能。

由于Tegra处理器中的GeForce GPU内核立足于台式GPU,因此GPU的硬件管线经过了优化并且可满足使用PC和游戏机质量图像特性的移动游戏的性能需求。它们还允许开发人员轻松地开发可跨平台运行的游戏,开发人员可以在所有平台上采用相同的渲染技术,然后为各平台添加适当的图形细节和复杂性。  

无论是性能还是功耗,Tegra 2均在同期的移动处理器中占尽先机,在提供优秀的图形处理能力、Flash处理速度等最核心的用户体验之外,NVIDIA还联合多家游戏开发商推出有Tegra Zone,为用户提供专门优化的游戏和应用,让Tegra 2的性能得到充分发挥,让手机和平板机用户得到最强的移动体验。

从GHz到多核 移动处理器核变简史

这款处理器在2010年年底由LG推出了首款机型Optimus 2X,并被大量用于新款智能手机和平板机,市场上可见的Android 3.0平板机基本全部使用了Tegra 2处理器,代表手机包括LG P990 Optimus 2X、SU880 Optimus EX、LU8800 Optimus Q2、摩托罗拉Atrix 4G MB860、DROID X2 MB870、MOTO XT882、MOTO MT870。

平板机机型则包括:宏碁Iconia Tab A500、Iconia Tab A100、三星Galaxy Tab 10.1、Galaxy Tab 8.9、东芝THRiVE AT105、戴尔Streak 10 Pro、华硕Eee Pad Transformer TF101、Eee Pad Slider、联想ThinkPad Tablet、乐Pad K1、摩托罗拉Xoom、索尼Tablet P、Tablet S等。

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