NVIDIA Tegra 2 vs Tegra 3 | Nvidia Tegra 3 (Quad Core-processor) versus Tegra 2-snelheid, prestaties
NVIDIA, oorspronkelijk een productiebedrijf voor GPU's (Graphics Processing Unit) [beweerde dat het eind jaren negentig GPU's had uitgevonden], heeft onlangs zijn intrede gedaan 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. 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. Het doel van dit artikel is om twee recente Tegra-serie SoC's te vergelijken, namelijk NVIDIA Tegra 2 en NVIDIA Tegra 3.
De twee belangrijkste componenten van Tegra 2 en Tegra 3 zijn hun op ARM gebaseerde CPU (Central Processing Unit, oftewel processor) en op NVIDIA gebaseerde GPU. Zowel Tegra 2 als Tegra 3 zijn gebaseerd op ARM's v7 ISA (instructieset-architectuur, degene die wordt gebruikt als startpunt voor het ontwerpen van een processor) en hun GPU's zijn gebaseerd op NVIDIA's GeForce. De CPU en de GPU in zowel Tegra 2 als Tegra 3 zijn gebouwd in de halfgeleidertechnologie die bekend staat als 40nm van TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company).
Tegra 2 (Serie)
Tegra 2-serie SoC's werden voor het eerst op de markt gebracht begin 2010, en de eerste set apparaten om ze in te zetten zijn enkele niet zo bekende tablet-pc's. De eerste implementatie van hetzelfde in een smartphone kwam in februari 2011 toen LG zijn Optimus 2X mobiele telefoon uitbracht. Waarna een groot aantal andere mobiele apparaten gebruik hebben gemaakt van Tegra 2-serie SoC's, waaronder Motorola Atrix 4G, Motorola Photon, LG Optimus Pad, Motorola Xoom, Lenevo ThinkPad Tablet en Samsung Galaxy Tab 10.1.
SoC's uit de Tegra 2-serie (technisch gezien MPSoC, vanwege de multi-processor CPU die is ingezet) hadden op ARM Cotex-A9 gebaseerde dual-core CPU's (die ARM v7 ISA gebruiken), die doorgaans waren geklokt op 1 GHz. NVIDIA richtte zich op een kleiner matrijsgebied en ondersteunde geen NEON-instructies (ARM's Advanced SIMD-extensie) in deze CPU's. De GPU bij uitstek was NVIDIA's Ultra Low Power (ULP) GeForce met 8 cores erin (het is geen verrassing voor een bedrijf dat bekend staat om hun multi-to-very core GPU's). De GPU's waren geklokt tussen 300MHz en 400MHz in verschillende chips in de serie. Tegra 2 heeft zowel L1-cache (instructie en gegevens - privé voor elke CPU-kern) en L2-cache (gedeeld tussen beide CPU-kernen) hiërarchieën, en die het mogelijk maken om tot 1 GB DDR2-geheugenmodules in te pakken.
Tegra 3 (Serie)
De eerste SoC (of liever MPSoC) in de Tegra 3-serie werd begin november 2011 uitgebracht en moet nog worden geïmplementeerd in commercieel verkrijgbare apparaten. NVIDIA beweert dat dit de eerste mobiele superprocessor is, voor het samenstellen van quad-core ARM Cotex-A9-architectuur. Hoewel Tegra 3 vier (en dus quad) ARM Cotex-A9-kernen als hoofd-CPU heeft, heeft het een extra ARM Cotex-A9-kern (de begeleidende kern genoemd) die qua architectuur identiek is aan de andere, maar is geëtst op een lage power fabric en wordt op een zeer lage frequentie geklokt. Terwijl de hoofdkernen kunnen worden geklokt op 1,3 GHz (wanneer alle vier de kernen actief zijn) tot 1,4 GHz (wanneer slechts één van de vier kernen actief is), is de hulpkern geklokt op 500 MHz. Het doel van de hulpkern is om achtergrondprocessen uit te voeren wanneer het apparaat in de stand-bymodus staat en zo energie te besparen. In tegenstelling tot Tegra 2 ondersteunt Tegra 3 NEON-instructies. De GPU die in Tegra 3 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 Tergra 2 en die het mogelijk maakt om tot 2 GB DDR2 RAM in te pakken.
De vergelijking tussen Tegra 2 (serie) en Tegra 3 (serie) MPSoC's wordt hieronder weergegeven:
| Tegra 2-serie | Tegra 3-serie | |
| Releasedatum | Q1 2010 | Q4 2011 |
| Type | MPSoC | MPSoC |
| Eerste apparaat |
LG Optimus 2X (eerste mobiele implementatie) |
Nog niet geïmplementeerd |
| Andere apparaten | 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's kloksnelheid | 1,0 GHz – 1,2 GHz |
Single Core – tot 1,4 GHz Vier kernen – tot 1,3 GHz |
| GPU | NVIDIA GeForce (8 cores) | NVIDIA GeForce (12 cores) |
| GPU's kloksnelheid | 300MHz – 400MHz | Niet beschikbaar |
| CPU/GPU-technologie | TSMC's 40nm | 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 | Tot 1GB | Tot 2GB |
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 hun Tegra 2-serie MPSoC's in zowel computer- als grafische prestaties. Het idee van een begeleidende kern is heel netjes, omdat het zeer nuttig kan zijn voor mobiele apparaten, omdat dergelijke apparaten vaker wel dan niet in de stand-bymodus staan en er van hen wordt verwacht dat ze achtergrondtaken uitvoeren. Hoe de mobiele computerindustrie het potentieel gaat benutten, v alt nog te bezien.
