NVIDIA Tegra 3 – architektura i możliwości

Tegra 3, to najnowsza generacja układów SoC (System on a Chip) firmy NVIDIA, zaprojektowana z myślą o nowoczesnych tabletach i smartfonach. Układ w założeniach ma łączyć w sobie wyjątkową wydajność z oszczędnością energii i uniwersalnością. Wszystkie te warunki mają być spełnione dzięki zupełnie nowej architekturze.

Przeczytaj koniecznie >> Nvidia Tegra – historia i przyszłość

Układy Tegra 3, znane też pod wcześniejszą, kodową nazwą Kal-El, miały od początku – mimo zastosowania tego samego, co w poprzednim modelu 40 nm procesu technologicznego – być znacznie wydajniejsze, a równocześnie oszczędniejsze od poprzedniej generacji. Niemożliwe? A jednak prawdziwe, dzięki zastosowaniu genialnego w swej prostocie rozwiązania.

Zacznijmy jednak od podstaw. Sercem układów Tegra 3 jest czterordzeniowy procesor ARM Cortex-A9 MPCore, taktowany z szybkością do 1,4 GHz. Dlatego też zwykło się o Tegrze 3 mówić, jako o procesorze czterordzeniowym. Nie jest to jednak cała prawa. Układ ten posiada bowiem dodatkowy, piąty rdzeń ARM Cortex-A9s, wyprodukowany w specjalnej technologii, pozwalającej na wydajne działanie przy ekstremalnie niskim poborze prądu. „Piąte koło u wozu”? Wręcz przeciwnie.

Nazywany nieco myląco „rdzeniem towarzyszącym” (oryg. Companion Core), to właśnie on przejmuje na siebie większość pracy w trybach, które nie wymagają dużej mocy obliczeniowej. Innymi słowy rdzeń towarzyszący zajmuje się znakomitą większością operacji i obliczeń podczas normalnego, codziennego użytkowania tabletu, czy smartfonu; on także podtrzymuje wszelkie działające w tle procesy systemowe w trybie czuwania.

Taktowany z szybkością zaledwie do 500 MHz, w zupełności wystarcza do wszelakich podstawowych zadań, łącznie z odtwarzaniem skompresowanej muzyki, czy większości materiałów filmowych. Oczywiście przełączanie trybu pracy między rdzeniami odbywa się całkowicie automatycznie i – co najważniejsze – zupełnie niezauważalnie dla użytkownika. Specjalnie zaprogramowany w tym celu układ logiki dba o płynność tychże przejść, w czasie rzeczywistym przełączając się między rdzeniami w zależności od potrzeb.

Wprowadzenie do układów Tegra 3 „rdzenia towarzyszącego” wynikło z pewnej prostej reguły. Otóż większość procesorów o mniejszej wydajności charakteryzuje się niskim zapotrzebowaniem na energię w pasywnym lub mało obciążającym trybie pracy. Zapotrzebowanie to jednak gwałtownie rośnie, kiedy procesor taki zmusza się do pracy w pełnej wydajności. Odwrotnie jest w przypadku układów o wyższej częstotliwości taktowania (w tym wielordzeniowych) – tutaj krzywa wzrostu zapotrzebowania na energię jest mniej gwałtowna, jednak z kolei wyjściowo, nawet w trybie pasywnym są one zdecydowanie bardziej „prądożerne”.

NVIDIA postanowiła połączyć te dwie koncepcje w jednym procesorze oraz wykorzystać ich zalety, wszelakie wady kontrując właśnie drugim rozwiązaniem i nazywając tę technologię Variable SMP. I tak w trybie spoczynku lub przy niskim obciążeniu pracuje jedynie rdzeń dodatkowy, pozwalając na wielogodzinne korzystanie z urządzenia. Jeśli jednak przejdzie nam ochota na renderowanie filmu, czy pogranie w 3D, do akcji wkroczą pozostałe cztery rdzenie. Dzięki temu produkt wyjściowy, czyli tablet lub smartfon z Tegrą 3 będzie mógł pochwalić się zarówno wyjątkowo długim czasem pracy na baterii, jak i olbrzymią wydajnością. A to przecież najbardziej pożądane cechy nowoczesnych urządzeń mobilnych.

Jeśli jesteśmy przy wydajności, Tegra 3 – jak twierdzi NVIDIA – powinna być nawet do kilku razy wydajniejsza, niż poprzednia generacja. Wiele oczywiście zależy tutaj od zastosowań, choć cztery rdzenie CPU i dwunastordzeniowy układ graficzny GeForce ULP dość jasno sugerują, że najwięcej będziemy mogli się spodziewać przy najbardziej wymagających zadaniach i aplikacjach. Pierwsze – choć wciąż reklamowe – materiały pokazują, że gry uruchamiane na Tegrze 3 mogą już śmiało konkurować pod względem grafiki z tytułami z dużych konsol, a nawet tak zasobożerne procesy, jak renderowanie materiału wideo HD nie powinny stanowić problemu. Jak wygląda to w praktyce, przekonamy się już wkrótce, gdy wyposażony w Tegrę 3 ASUS Eee Pad Transformer Prime trafi do naszej redakcji.

Tegra 3 jest w stanie obsłużyć maksymalnie 2 GB pamięci RAM (dwukrotnie więcej, niż Tegra 2). Mogą to być zarówno pamięci LPDDR2, taktowane z szybkością do 1066 MHz, jak i szybkie, niskonapięciowe kości DDR3L, mogące pracować z częstotliwościami do 1500 MHz. Nowa Tegra obsługuje także stereoskopowy obraz 3D oraz jest w stanie poprzez złącze HDMI 1.4a wysyłać obraz o rozdzielczości Full HD i współpracować z wyświetlaczami zewnętrznymi o rozdzielczości nawet do 2048 x 1536 pikseli.

Nic więc dziwnego, że Tegra 3 zdominowała większość doniesień i informacji z targów CES 2012 dotyczących oczywiście głównie tabletów. Pierwszym urządzeniem tego typu, wyposażonym w nowy procesor NVIDIA, które trafia właśnie na rynek jest wspominany już ASUS Eee Pad Transformer Prime. Na targach pojawiło się lub zapowiedziano wszakże znacznie więcej urządzeń wyposażonych w Tegrę 3, na przykład najnowsze tablety od firm Lenovo, Acer, ASUS, czy smartfon Fujitsu. Wyróżniał się tutaj zdecydowanie zbierający nagrody 7-calowy tablet ASUS Eee Pad MeMo ME370T.

Na koniec ciekawostka. Jeśli po relacjach z targów zastanawialiście się, czy niedługo traficie na Tegrę 3 otwierając lodówkę, to… pomyliliście jedynie branżę. Albowiem na najnowszy układ „zielonych” trafić będzie można otwierając drzwi najnowszych modeli Audi. Ma on tam działać w ramach rozwiązania technologicznego nazwanego NVIDIA VCM (Visual Computing Module). Tegra 3 ma także w tej formie trafić do wspominanej w poprzednim artykule Tesli Model S oraz supersamochodu Lamborghini Aventador.

Tekst powstał w ramach wspólnej akcji promocyjnej firmy NVIDIA i tablety.pl