NVIDIA Tegra 2 vs Tegra 3 | Nvidia Tegra 3 (processore Quad Core) vs Tegra 2 velocità, prestazioni
NVIDIA, originariamente un'azienda produttrice di GPU (Graphics Processing Unit) [che ha affermato di aver inventato le GPU alla fine degli anni Novanta] si è recentemente trasferita nel mercato del mobile computing, dove i System on Chips (SoC) di NVIDIA sono implementati nei telefoni, tablet e altri dispositivi palmari. Tegra è una serie di SoC sviluppata da NVIDIA per l'implementazione nel mercato mobile. In parole povere, un SoC è un computer su un singolo circuito integrato (circuito integrato, alias chip). Tecnicamente, un SoC è un circuito integrato che integra componenti tipici su un computer (come microprocessore, memoria, input/output) e altri sistemi che soddisfano le funzionalità elettroniche e radio. L'obiettivo di questo articolo è confrontare due recenti SoC della serie Tegra, ovvero NVIDIA Tegra 2 e NVIDIA Tegra 3.
I due componenti principali di Tegra 2 e Tegra 3 sono la CPU basata su ARM (Central Processing Unit, alias processore) e la GPU basata su NVIDIA. Sia Tegra 2 che Tegra 3 sono basati sull'ISA v7 di ARM (l'architettura del set di istruzioni, quella utilizzata come punto di partenza per la progettazione di un processore) e le loro GPU sono basate su GeForce di NVIDIA. La CPU e la GPU di Tegra 2 e Tegra 3 sono costruite con la tecnologia dei semiconduttori nota come 40 nm di TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company).
Tegra 2 (Serie)
I SoC della serie Tegra 2 sono stati commercializzati per la prima volta all'inizio del 2010 e il primo set di dispositivi a implementarli sono alcuni tablet PC non così famosi. La prima implementazione dello stesso in uno smartphone è avvenuta nel febbraio 2011, quando LG ha rilasciato il suo telefono cellulare Optimus 2X. In seguito un gran numero di altri dispositivi mobili ha utilizzato SoC della serie Tegra 2, alcuni dei quali sono Motorola Atrix 4G, Motorola Photon, LG Optimus Pad, Motorola Xoom, Lenevo ThinkPad Tablet e Samsung Galaxy Tab 10.1.
I SoC della serie Tegra 2 (tecnicamente MPSoC, a causa della CPU multiprocessore implementata) avevano CPU dual core basate su ARM Cotex-A9 (che utilizzano ARM v7 ISA), che avevano tipicamente un clock a 1GHz. Mirando a un'area die più piccola, NVIDIA non supportava le istruzioni NEON (l'estensione Advanced SIMD di ARM) in queste CPU. La GPU preferita era la GeForce Ultra Low Power (ULP) di NVIDIA che conteneva 8 core (non è una sorpresa per un'azienda famosa per le sue GPU multi-core). Le GPU hanno un clock compreso tra 300 MHz e 400 MHz in diversi chip della serie. Tegra 2 ha gerarchie di cache L1 (istruzione e dati – privati per ciascun core della CPU) e L2 (condivisa tra entrambi i core della CPU) e ciò consente di impacchettare moduli di memoria DDR2 fino a 1 GB.
Tegra 3 (Serie)
Il primo SoC (o meglio MPSoC) della serie Tegra 3 è stato rilasciato all'inizio di novembre 2011 e deve ancora essere distribuito nei dispositivi disponibili in commercio. NVIDIA afferma che questo è il primo super processore mobile, per mettere insieme l'architettura quad core ARM Cotex-A9. Sebbene Tegra 3 abbia quattro (e quindi quad) core ARM Cotex-A9 come CPU principale, ha un core ARM Cotex-A9 ausiliario (chiamato core companion) che è identico nell'architettura agli altri, ma è inciso su un basso power fabric ed è sincronizzato a una frequenza molto bassa. Mentre i core principali possono avere un clock da 1,3 GHz (quando tutti e quattro i core sono attivi) a 1,4 GHz (quando solo uno dei quattro core è attivo), il core ausiliario ha un clock da 500 MHz. L'obiettivo del core ausiliario è eseguire processi in background quando il dispositivo è in modalità standby e quindi risparmiare energia. A differenza di Tegra 2, Tegra 3 supporta le istruzioni NEON. La GPU utilizzata in Tegra 3 è la GeForce di NVIDIA, che contiene 12 core. Tegra 3 ha sia la cache L1 che la cache L2 che è simile a quella di Tergra 2 e che consentono di impacchettare fino a 2 GB di RAM DDR2.
Il confronto tra gli MPSoC Tegra 2 (serie) e Tegra 3 (serie) è riportato di seguito:
| Tegra 2 Series | Tegra 3 Series | |
| Data di uscita | Q1 2010 | Q4 2011 |
| Tipo | MPSoC | MPSoC |
| Primo dispositivo |
LG Optimus 2X (prima distribuzione mobile) |
Non ancora distribuito |
| Altri dispositivi | 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) |
| Velocità di clock della CPU | 1,0 GHz – 1,2 GHz |
Single Core – fino a 1,4 GHz Quattro core – fino a 1,3 GHz |
| GPU | NVIDIA GeForce (8 core) | NVIDIA GeForce (12 core) |
| Velocità di clock della GPU | 300MHz – 400MHz | Non disponibile |
| Tecnologia CPU/GPU | 40nm di TSMC | 40nm di TSMC |
| L1 Cache |
32kB di istruzioni, 32kB di dati (per ogni core della CPU) |
32kB di istruzioni, 32kB di dati (per ogni core della CPU) |
| L2 Cache |
1MB (condiviso tra tutti i core della CPU) |
1MB (condiviso tra tutti i core della CPU) |
| Memoria | Fino a 1GB | Fino a 2GB |
Riepilogo
In sintesi, NVIDIA, nel nome della serie Tegra 3, è uscita con un MPSoC ad alto potenziale. Ovviamente supera i loro MPSoC della serie Tegra 2 sia in termini di prestazioni di elaborazione che grafiche. L'idea di un core complementare è molto chiara, in quanto può essere molto utile per i dispositivi mobili, poiché tali dispositivi sono in modalità standby il più delle volte e ci si aspetta che eseguano attività in background. Come l'industria del mobile computing utilizzerà il potenziale, è ancora da vedere.
