Apple A5 vs NVIDIA Tegra 3 | Nvidia Tegra 3 Quad-Core-processor versus Apple A5-processor Snelheid, prestaties
Dit artikel vergelijkt twee recente System-on-Chips (SoC), Apple A5 en NVIDIA Tegra3, ontworpen voor consumentenelektronica door respectievelijk Apple en NVIDIA. In de term van een leek is een SoC een computer op een enkele IC (Integrated Circuit, oftewel chip). Technisch gezien is een SoC een IC die typische componenten op een computer (zoals microprocessor, geheugen, input/output) en andere systemen integreert die elektronische en radiofuncties verzorgen. Zowel Apple A5 als NVIDIA Tegra3 zijn Multiprocessor System-on-Chip (MPSoC), waarbij het ontwerp gebruik maakt van een multiprocessor-architectuur om de beschikbare rekenkracht te benutten. Terwijl Apple in maart 2011 A5 uitbracht met zijn iPad2, bracht NVIDIA Tegra3 uit in november 2011 en het moet nog worden gebruikt in consumentenelektronica.
Normaal gesproken zijn de belangrijkste componenten van een SoC de CPU (Central Processing Unit) en GPU (Graphics Processing Unit). De CPU's in zowel Apple A5 als Tegra3 zijn gebaseerd op ARM's (Advanced RICS – Reduced Instruction Set Computer – Machine, ontwikkeld door ARM Holdings) v7 ISA (Instruction Set Architecture, degene die wordt gebruikt als uitgangspunt voor het ontwerpen van een processor).
Apple A5
A5 werd voor het eerst op de markt gebracht in maart 2011, toen Apple zijn nieuwste tablet, iPad2 uitbracht. Later werd Apple's recente iPhone-kloon, iPhone 4S uitgebracht uitgerust met Apple A5. Apple A5 is ontworpen door Apple en vervaardigd door Samsung in opdracht van Apple. In tegenstelling tot zijn voorganger Apple A4, heeft de A5 dual cores in zowel de CPU als de GPU. Daarom is Apple A5 technisch gezien niet alleen een SoC, maar ook een MPSoC (Multi Processor System on Chip). De dual-core CPU van de A5 is gebaseerd op de ARM Cotex-A9-processor (die dezelfde ARM v7 ISA gebruikt die wordt gebruikt door Apple A4), en de dual-core GPU is gebaseerd op de PowerVR SGX543MP2 grafische processor. De CPU van de A5 klokt doorgaans op 1 GHz (de kloksnelheid maakt gebruik van frequentieschaling; daarom kan de kloksnelheid veranderen van 800 MHz naar 1 GHz, op basis van de belasting, gericht op energiebesparing), en de GPU klokt op 200 MHz. A5 heeft zowel L1 (instructie en gegevens) als L2 cachegeheugens. A5 wordt geleverd met een 512 MB DDR2-geheugenpakket dat doorgaans is geklokt op 533 MHz.
NVIDIA Tegra3 (Serie)
NVIDIA, oorspronkelijk een GPU-productiebedrijf (Graphics Processing Unit) [beweerde dat het eind jaren negentig GPU's had uitgevonden], is recentelijk overgestapt op de markt voor mobiele computers, waar NVIDIA's System on Chips (SoC) wordt ingezet in telefoons, tablets en andere draagbare apparaten. Tegra is een SoC-serie ontwikkeld door NVIDIA gericht op implementatie in de mobiele markt. De eerste MPSoC in de Tegra3-serie werd begin november 2011 uitgebracht en moet nog worden ingezet in in de handel verkrijgbare apparaten.
NVIDIA beweert dat Tegra3 de eerste mobiele superprocessor is, die voor het eerst de quad-core ARM Cotex-A9-architectuur samenvoegt. Hoewel Tegra3 vier (en dus quad) ARM Cotex-A9-kernen als belangrijkste CPU heeft, heeft het een extra ARM Cotex-A9-kern (de begeleidende kern genoemd), die qua architectuur identiek is aan de andere, maar etst op een laag stroomverbruik stof en klokt op een zeer lage frequentie. Terwijl de hoofdkernen kunnen klokken op 1,3 GHz (wanneer alle vier de kernen actief zijn) tot 1,4 GHz (wanneer slechts één van de vier kernen actief is), klokt de hulpkern op 500 MHz. Het doel van de hulpkern is om achtergrondprocessen uit te voeren wanneer het apparaat in de stand-bymodus staat en dus energie te besparen. De GPU die in Tegra3 wordt gebruikt, is NVIDIA's GeForce, die 12 kernen bevat. Tegra 3 heeft zowel L1-cache als L2-cache die vergelijkbaar is met die van Tegra 2, en het maakt het mogelijk om tot 2 GB DDR2 RAM in te pakken.
Een vergelijking tussen Apple A5 en NVIDIA Tegra3 is hieronder weergegeven.
| Apple A5 | Tegra 3-serie | |
| Releasedatum | maart 2011 | november 2011 |
| Type | MPSoC | MPSoC |
| Eerste apparaat | iPad2 | Nog niet geïmplementeerd |
| Andere apparaten | iPhone 4S | – |
| ISA | ARM v7 (32bit) | ARM v7 (32bit) |
| CPU | ARM Cotex A9 (Dual Core) | ARM Cortex-A9 (Quad Core) |
| CPU's kloksnelheid | 1GHz (800MHz-1GHz) |
Single Core – tot 1,4 GHz Vier kernen – tot 1,3 GHz Companion Core – 500 MHz |
| GPU | PowerVR SGX543MP2 (dual core) | NVIDIA GeForce (12 cores) |
| GPU's kloksnelheid | 200MHz | Niet beschikbaar |
| CPU/GPU-technologie | TSMC's 45nm | TSMC's 40nm |
| L1-cache |
32kB instructie, 32kB data (voor elke CPU-kern) |
32kB instructie, 32kB data (voor elke CPU-kern) |
| L2-cache |
1MB (gedeeld door alle CPU-kernen) |
1MB (gedeeld door alle CPU-kernen) |
| Geheugen | 512MB Low Power DDR2, geklokt op 533MHz | Tot 2GB DDR2 |
Samenvatting
Kortom, NVIDIA, in de naam van de Tegra 3-serie, is uitgekomen met een MPSoC met een hoog potentieel. Het presteert duidelijk beter dan Apple A5 op papier in zowel rekenkracht als grafische prestaties. Het idee van een begeleidende kern is heel netjes, omdat het veel kan worden gebruikt voor mobiele apparaten, omdat dergelijke apparaten vaker wel dan niet in de stand-bymodus staan en van hen wordt verwacht dat ze achtergrondtaken uitvoeren. Apple A5 is een marktsucces gebleken in zijn implementatie, iPad2 en iPhone 4S. Sommigen kunnen beweren dat de dure, energiezuinige stof die in de begeleidende kern wordt gebruikt, de gebruikers kan belasten. Hoe de mobiele computerindustrie het potentieel en de marktlevensvatbaarheid van Tegra3 gaat benutten, moet nog worden bekeken.
