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发展至今,NVIDIA Tegra移动处理器已经演变了四代,摘取过全球首款移动双核、移动四核、四核A15等光荣称号,但也因为出来太早而成为竞相“打击”的对象。Tegra 1/2算是卧薪尝胆阶段,Tegra 3来了一次小高潮让人感觉未来很光明,但是最新的Tegra 4却因为A15架构发热量较大、没有整合基带、GPU核心落后等种种缘故而表现不佳,至今仍未大量出货,产品也非常非常少。
其实自从进入移动芯片领域以来,NVIDIA一直没有发挥自己的最大优势,那就是强大的GPU实力。Tegra过去了四代,GPU架构却始终停留在古老的NV4x,无论技术规格还是实际性能都差强人意。
不过未来仍旧值得期待。NVIDIA今年初就迫不及待地和大家分享了未来两年的规划。Tegra 5 Logan(金刚狼洛根)将会首次引入开普勒架构并支持DX11、OpenGL ES 3.0、OpenGL 4.x、CUDA 5.0、曲面细分,完爆当今任何移动GPU;Tegra 6 Parker(蜘蛛侠帕克)更是会在CPU上使用自行研发的丹佛核心,GPU则继续进化到麦克斯韦,并支持统一虚拟内存,还会采用20nm新工艺。
【Tegra 5在行动】
近日,NVIDIA在全球多地和媒体分享了Tegra 5的一些进展,并在新加坡进行了现场展示。
首先,NVIDIA在大约三周前从台积电的工厂里第一次拿回了Tegra 5的芯片,再结合此前路线图可以基本断定它还会是28nm工艺,不会上20nm。
现场演示的是一个开发平台,很明显的大尺寸散热片,自然会让人担心功耗和发热。Tegra 5的封装面积应该会和Tegra 4差不多,但内核必然要大不少。
演示平台系统为安卓,屏幕是10.1寸的,1920×1200。
运行了两个DEMO,其一是GeForce GTX Titan跑过的“Ira”并做了一些改动,包括简化皮肤Shader、缩小纹理尺寸、渲染分辨率降至1080p,但在移动芯片上做到这一点仍然令人赞叹。
点击观看视频:
http://v.youku.com/v_show/id_XNTg3MzQ5ODA0.html
NVIDIA称这个演示只消耗2-3W。
另一个是“Island”,NVIDIA标识造型的一个海岛,曾经用于展示费米,这次演示了Tegra 5 OpenGL 4.3和硬件曲面细分的情况。
点击观看视频:
http://v.youku.com/v_show/id_XNTg3Mzg4MzY0.html
【1GHz的移动开普勒?】
NVIDIA没有明确提及CPU部分,但不出意外应该还是4+1核心设计的Cortex-A15,并且是改进的新版本,不过再怎么优化,四个28nm A15核心的功耗都不会太乐观,看起来NVIDIA仍然坚持要通过大核心来获取高性能。
GPU方面整合了开普勒架构的一组SMX,总计192个流处理器。
频率未披露,但是给了一张令人血脉喷张的幻灯片:
别激动,这里对比的不是实际游戏性能,只是浮点性能而已。移动GPU这几年理论性能发展快得有些离谱,再加上大家都懂的幻灯片,看看就行了。
即便如此,开普勒架构的加盟仍然让Tegra 5有实力在理论ALU性能上达到PS3、GeForce 8800 GTX的水平(当然带宽仍会很容易成为瓶颈)。
加入真如这张幻灯片描述的,我们可以大致估算一下Tegra 5 GPU的频率。iPad 4 PowerVR SGX 544MP4的浮点性能为76.8GFlops,从图上看Tegra 5大致可达其5.2倍,那就是差不多400GFlops。
开普勒架构的每个流处理器浮点性能可有2GFlops,192个下来那就是384GFlops,而要达到400GFlops的水品,核心频率就得有1GHz。这并非不可能,但是别忘了这是移动处理器,工艺还是28nm,还得照顾四个A15。NVIDIA要如何做到?
最合理的解释应该是,这只是Tegra 5的最高性能水准,会用在高性能平板机上(或者下一代SHIELD?),一般情况下,尤其是要用在手机里,那就降频,而且要大幅度降频。
【功耗】
Tegra 4的功耗已经让人揪心(虽然还没有非常确切的数值),Tegra 5变化这么大还没有新工艺,能否控制得住?
NVIDIA的另一张幻灯片宣称,Tegra 5在和顶级桌面卡GeForce GTX Titan一样支持各种高级特性的同时,功耗只会有区区2W,而后者高达250W。
当然这不会让人信服,于是便有了个现场演示,仍旧对比iPad 4。
Tegra 5将会给GPU部分单独设置一条供电电路,所以可以仅测量GPU部分功耗。GLBenchmark 2.7 T-Rex HD(最高规格测试场景)在统一1080p分辨率下跑完,Tegra 5 GPU将性能控制在iPad 4的水平上,却只消耗了900毫瓦左右,仅相当于iPad 4的大约三分之一。
当然,实际出货的Tegra 5应该不会这么低性能,所以功耗也会更高一些。假如功耗和性能呈线性关系,那么按照宣传的5倍性能,最高频率下GPU应该要消耗接近5W,这已经不少了。
这和我们刚才的分析也是相符的。高频率的Tegra 5只会用在平板机上,理想情况下性能4-5倍于iPad 4;智能手机上则会大幅降频,但也应该有iPad 4性能的大概2倍。
Tegra 5里的开普勒在架构上和我们目前看到的并无本质区别,只是针对性地做了一些优化调整。再考虑到NVIDIA已经敢于开放开普勒架构的授权,信心无疑是十足的。
最后,Tegra 5最让人担心的应该是工艺。Tegra 3使用了40nm,但是随后发布的同类产品清一色28nm,导致先出头的Tegra 3十分被动;Tegra 5基本可以断定是28nm,明年上半年出货,但那时候台积电已经开始投产20nm,必将成为新一代移动处理器的标配。又要重演?
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