輝達公開集成了LTE基頻的Tegra 4i等最新處理器的詳情

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輝達公開集成了LTE基頻的Tegra 4i等最新處理器的詳情

【日經BP社報導】

輝達(NVIDIA)于2013年2月24日,

即在於西班牙巴塞隆納舉行的Mobile World Congress 2013開幕前一天,

公開了該公司的最新移動處理器「Tegra 4系列」的詳細資訊(照片1)。

Tegra 4系列由兩款產品構成,

分別是因開發代碼「Wayne」而廣為人知的高功能智慧手機及平板電腦用處理器「Tegra 4」,和以開發代碼「Grey」而為人所熟知的普及型智慧手機用處理器「Tegra 4i」(照片2)。

不過,這兩款產品不僅採用了不同的CPU內核,還通過製造工藝技術實現了差異化。

另外,為了兼顧節電性和繪圖品質的提高,圖形功能在架構水準上進行了大幅改進。


照片1:輝達統管Tegra等移動業務的高級副總裁Philip Carmack
在Tegra 4系列的技術說明會上,Philip Carmack手拿Tegra 4i晶片,介紹了其參考設計等(點擊放大)
照片2:Tegra 4i的晶片封裝
中間為BGA版,兩端為FCCSP(Flip Chip Chip Size Package:倒裝晶片封裝用封裝基板),右側實際上是封裝了DRAM晶片的產品(點擊放大)

採用ARM公司最新CPU內核Cortex-A15的Tegra 4,

使用台積電可抑制漏電流的「CLN28HPL」製造工藝;

而採用Cortex-A9 r4的Tegra 4i,

使用的則是從2012年下半年開始全面啟動的高性能移動產品用工藝「CLN28HPM」。

雖然採用CLN28HPM工藝後漏電流會增多,

不過 Tegra 4i優先考慮的是以更高時脈頻率來運行。

由此,Tegra 4通過CPU架構提高了運算性能,而Tegra 4i則實現了高時脈頻率下的運行。

據介紹,CPU性能提高到了原來Tegra 3的約兩倍。

    ARM Cortex-A15由ARM Cortex-A9的雙指令解碼強化至三指令解碼,

還封裝了最多有八個指令生效的3-12級猜測亂序執行管線(Out Of Order Execution Pipeline),在微架構水準上大幅強化了性能。

配備了四個ARM Cortex-A15內核的Tegra 4的SPECint2000運算性能為1168,比Tegra 3的520高出一倍多(照片3)。

另外,Tegra 4採用28nm製程,將時脈頻率降至運算性能與Tegra 3為同等水準時,單位耗電量的性能約為降低時脈頻率前的75%,同時實現了節電性和高性能。

照片3:Tegra 4的SPECint2000性能(點擊放大)

       Tegra 4i在Cortex-A9的最新版本r4中,採用了分支預測和新設計的L1數據預取機構。

與原來的內核設計相比提高了指令的並行處理性能,同時通過從 40nm製程微細化至28nm製程實現了大幅節電。

Tegra 4i單位運行時鐘的運算性能估計將超過競爭對手高通的驍龍800。

表1中匯總了Tegra 4、Tegra 4i以及老款產品Tegra 3的性能參數。 

                                  表1:Tegra 4系列的詳細性能參數

                     Tegra 4                                      Tegra 4i                              Tegra 3

開發代碼       Wyane                                          Grey                                  Kal-El

製造工藝       28nm                                           28nm                                  40nm

                    CLN28HPL                               CLN28HPM                          CLN40LPG

CPU內核    ARM Cortex-A15                     ARM Cortex-A9 r4               ARM Cortex-A9

內核數量            4+1                                           4+1                                   4+1

CPU時脈頻率(最大)   1.9GHz                                2.3GHz                             1.7GHz

L1快取(指令L1/數據L1)每個內核為32KB/32KB  每個內核為32KB/32KB   每個內核為2KB/32KB

L2快取  2MB共用快取及512KB(+1內核專用)               1MB                               1MB

GPU內核數                       72                                       60                                     12

Vertex Shader                    24                                       12                                       4

Pixel Shader                       48                                       48                                       8

GPU時脈頻率(最大)  672MHz                             660MHz                              520MHz

記憶體             DDR3L&LPDDR3                           LPDDR3                          DDR3L&PDDR2

存儲通道                               雙通道                            單通道                                 單通道

記憶體時鐘(最大)   DDR3L/LPDDR3-1866           LPDDR3-2133                      DDR3L-1500

最大儲存容量                      4GB                                2GB                                        2GB

LCD面板輸出(最大)3200×2000畫素               1920×1200畫素                     2048×1536畫素

HDMI                    4K(UltraHD)                             1080p                                  1080p

基頻處理器    選配件   內置輝達i500    選配件

封裝尺寸    

23×23mm BGA、14×14mm FCCSP  12×12mm POP、12×12mm FCCSP

4.5×24.5mm BGA、14×14mm FCCSP

輝達在公開Tegra 4系列詳細情況的同時,還公開了該系列產品與競爭產品

——高通公司「驍龍(Snapdragon) S4 Pro」和「驍龍800」之間的性能比較數據(照片4)。驍龍800的性能數據是用配備驍龍S4 Pro的智慧手機測得的運算性能,

乘以高通公開的驍龍800(8974)的性能提高指數後得出的模擬值,

而在除去CPU負荷較低的Dhrystone MIPS和Coremark、接近實際應用處理的基準測試和高CPU負荷測試中,總得來說Tegra 4發揮出了超過競爭產品的性能。

(特約撰稿人:本間 文)

照片4:輝達公開的Tegra 4與競爭產品高通驍龍S4 Pro以及驍龍800的性能比較
驍龍800的值為模擬值(點擊放大)

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■日文原文
【MWC2013】NVDIA、LTEベースバンド統合のTegra 4iなど最新プロセッサの詳細を公開 http://techon.nikkeibp.co.jp/article/EVENT/20130225/267821/

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