最为全球领先的图形芯片制造商,英伟达在移动存储平台上继续发力,与今日发布了全球首款4核心处理器Tegra3,中文名为图睿3。这颗处理器较上一代图睿2在性能上有数倍的提升,功耗及成本反而降低,本文将会为您带来详尽的解析。
四核来袭 平板电脑进入高性能时代
就在人们争论平板电脑上配备双核心是否有必要、是否用的上的时候,图形处理器巨头英伟达(nVIDIA)在北京时间11月9日正式宣布,发布其最新基于ARM平台的四核心处理器图睿3(TEGRA3)。
回想数月前图睿II(Tegra2)发布之时,英伟达以其强大的视频处理能力和与同类产品相比更低的功耗,笑傲平板处理器江湖。以至于截至到目前几乎所有的双核平板产品均使用英伟达图睿II处理器,手机领域的“机皇”更是如此。
就在其竞争对手双核处理器刚开始流片销售时,英伟达根本不给竞手喘息的机会。率先正式发布旗下四核心处理器,搭载其四核心处理器的平板电脑华硕EeePad Transformer Prime也随之发布,平板电脑正式进入四核心时代。
英伟达正在复制其在PC图形处理卡上的成功模式,利用成倍提升的性能占领每个阶段的高性能市场。双核的大战时代,英伟达赢得轻松。如今四核心大战一触即发,英伟达拥有第五核心的Tegra3更是毫无压力。
其实是五核 英伟达vSMP技术附体
作为英伟达图睿系列家族的最新产品,图睿III的提升可谓是翻天覆地。这款研发代号为“Kal-EL”(动漫中的超人氪星)的SoC处理器,是目前全球首款量产的四核心处理器。相对于图睿II产品而言,其改变并不是核心数量翻倍那么简单,而是创新的使用了可变对称多重(vSMP)技术。
何为可变对称多重处理(vSMP)技术呢?简单的说即配备一颗协同处理核心(暂且这样称呼)来处理一些简单的数据运算,诸如待机、屏幕控制、低频模式任务、音乐播放甚至硬解1080P高清影片。但这颗协处理器核心与其余四个处理器是完全相同的,区别仅在前者使用低功耗硅工艺制造而成,后者则是使用标准硅工艺制造而成。
通过上图我们可以很直接的看到位于中央的五颗核心,这五颗核心均为ARM Cortex A9 CPU。它们可以根据工作负荷而单独的启用或关闭。(通过主动电源门控)
但由于这颗协核心相对于操作系统而言是透明的,所以这就意味着操作系统和应用程序均不知道这个核心的存在(这也是跟图睿II的异步SMP构架不同之处),自然配套的系统或者软件无需为其编写全新的程序代码,所以图睿III处理器原则上虽有五个核心,但仍是一颗四核心处理器。
通过可变对称多重处理(vSMP技术)可以有效解决处理器功耗问题。一台平板电脑的处理器部分总功耗=漏电功耗+动态功耗,而动态功耗=频率×电压²,那么当处理器以接近或达到峰值频率运行时,动态功耗是平板电脑总功耗的主要部分;但当平板电脑闲置待机时,处理器以接近闲置的状态运行,此时漏电功耗则会占到总功耗的主要部分。
简言之即面对一个鱼和熊掌的问题,如果采用低功耗工艺制造技术来制造CPU,那么其漏电功耗就较低,但是需要较高的的电压才能让其以极高的频率工作,这样就增加了动态功耗。
如果使用高速工艺制造CPU,那么虽动态功耗较低,但其漏电功耗就很高。所以英伟达图睿III处理器可变多重处理(vSMP)技术则恰好解决了这一矛盾的难题,通过两种工艺的结合,再加上构架上的优化,单个片上系统便即能拥有较高的频率,又可以享受到极低的功耗。
核心灵活搭配 续航时间大幅提升
另一方面,图睿III还包含其他的vSMP专利技术。其中根据处理器工作负荷动态启动、关闭、调节频率技术也成为图睿III处理器低功耗、高续航时间的根本保障。
通过Android3.X(Honeycomb)操作系统针对多任务的支持以及图睿III专利的硬件监控技术,在平板的实际运行中专利的硬件与软件CPU管理逻辑单元不断监控CPU的工作负荷,以便自动而动态地启用和禁用CPU协核心和主核心。
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同时当协核心关闭、移动处理器使用主可信处理时,CPU Governor以及CPU管理逻辑单元继续监控CPU工作的负荷以及每一个主核心的利用率,从而控制每一个核心的频率。
举个例子来说,当用户使用普通应用时,协处理器开启,四个主处理器关闭。此时协助处理器的频率为0-500MHz,同时依托英伟达强大的视频处理技术,即使如此低功耗的协处理器依然可以硬解1080P高清影片。
而当用户打开较为复杂的网页页面时,协处理器关闭,一个主处理器开启。此时主处理器的频率为0-1.4GHz,其单核性能可以满足用户2D游戏、电子邮件、浏览页面、地图导航等应用。
当用户浏览Flash较多的页面或需要多任务处理的时候,协处理器关闭,两颗主处理器开启。此时两颗主处理器的频率为0-1.3GHz,当其双核性能可以满足多数主流应用,如视频聊天等。
当用户进行大型3D游戏时,协处理器关闭,四颗主处理器开启。此时四颗主处理器的工作频率为0-1.3GHz,其四核性能可以满足用户进行游戏机级的应用、更快的媒体处理等。
需要注意的是,不论多少颗主处理器开启。其核心工作频率也是按照当下负荷动态调配,而并非一直满载使用。再加上灵活多变的组合方式,即1+X/0+X(X为主处理器)。所以图睿III尽管是一个四核(又或者说是五核)处理器,但却拥有比图睿II更低的功耗、更长的使用时间以及数倍的性能提升。
全新12核GPU 物理计算引入平板
图睿III处理器除了在CPU运算性能方面与图睿II处理器相比有高达数倍的提升外,在GPU显示数据处理方面也有了极高的提升。
图睿II处理器搭载了8核心GPU处理器,而图睿III处理器中则集成了全新的12核心GeForce GPU, 该 GPU 可呈现动态光照、物理效果以及高分辨率环境并且还支持 3D 立体,因而可提供更加逼真的视觉效果,
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此次GPU显示芯片方面的升级就好比PC平台上显卡的升级换代一样,支持最新的画面技术将给用户带来与众不同的游戏体验。
许多特效、显示效果在原有平台上不仅是“卡”,有些更是无法显示出来。
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英伟达在PC图形处理方面将物理计算方面有着极高的造诣,Physx带给我们不一样的游戏体验。让虚拟的游戏世界拥有逼真的效果,如人的头发飘动、衣服裙摆的飘动、爆炸碎片等等。如今,英伟达将其物理计算技术成功引入到平板电脑中来,通过实时物理效果计算,从而增进平板游戏的逼真度。
总结:英伟达继续领跑移动芯片产业
早在许多年之前,PC的CPU处理器就已经开始了“核变”。从早期的单核到如今的双核标配,四核、六核、八核成为主流。随着系统、软体、多核心构架的日趋成熟,人们已经逐渐认识到多核心带来的优势。
在移动领域,借助PC平台上的发展经验。单核CPU向多核CPU的演变速度可谓飞速,不论是用户还是厂商均以认识到多任务和多线程所带来的实际效果,所以在开发伊始对二者的支持则更为充分。
Android操作系统由于是从Linux进化而来,因而提供对多任务和多线程的原生支持。近期发布的Android2.3和Android3.1/3.2系统增加了多种功能,改进了这种操作系统对多核CPU处理能力的支持。
相对于图睿II处理器而言,图睿III处理器拥有高于前者五倍的性能提升,更少的功耗,三倍的图形处理性能提升,原生3D的支持,PC级的处理器等。这些都从侧面印证了英伟达图睿III处理器的强大,这也为平板电脑行业的崛起提供了硬件依托。
英伟达图睿III四核处理器的发布,也标志着平板电脑进入到高性能时代。用户考虑的不再是画面是清晰流畅,取而代之的则是画面是否有物理效果,是否足够逼真。
相信凭借全球领先的四核CPU与可变对称多重处理技术,英伟达将继续领跑移动处理器芯片产业。不论是平板还是手机,都可以享受到英伟达带来的技术革命。图睿III仅是革命中的一环,根据英伟达的规划未来还有多款更加优秀的产品即将诞生。平板改变整个PC结构的一天已不远矣!
有关图睿III处理器的更多实际测试,敬请关注PChome平板频道后期的真机测试。
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