图睿

NVIDIA Tegra,中國大陸官方中文名稱:“图睿”,是由NVIDIA開發的系統單晶片系列產品,2008年6月1日正式發表,替代之前的GoForce系列。主要用於手持式裝置。Tegra可搭配NVIDIA專為智慧型手機及平板電腦開發的NVIDIA Icera系列晶片組。Tegra的主要競爭對手是高通德州儀器的對應產品。

每個 Tegra 內建ARM架構的處理器核心、基於GeForce的圖形處理器、音效處理器、北橋晶片、南橋晶片記憶體控制器置入一個單一的軟體包[1]。由於並非是x86指令集,所以不能運行Windows作業系統[2],但ARM架構的耗電率則較低,可選擇運行Windows Mobile作業系統,或者Android作業系統[3]。nVIDIA原本將此晶片定位用於行動聯網裝置或者智慧型手機,但現在也試點用在自動駕駛汽車遊戲機上。

在第一代Tegra產品發佈的時候,由於NVIDIA的經驗不足,只能夠專注於一種作業系統。所以,NVIDIA選擇與微軟合作。例如Zune HD就利用了Tegra晶片。之後,NVIDIA不再專注於一種平台。所以,第二代的Tegra已經可以支持Android。一般認為Google可以借助NVIDIA Tegra晶片的性能,來提高Android產品的質素,使之可與蘋果公司的產品相競爭。瀏覽器方面,NVIDIA與Opera合作[4],加快網頁的載入速度,更提供動畫效果[5]

瑞士Toradex公司的Colibri Tegra T2計算機模組

產品介紹

Tegra APX系列

2008年2月11日,NVIDIA发布了用於智慧型手机PDA平台的APX 2500应用处理器[6]。該处理器集成了一個ARM处理器和一個顯示核心。這款处理器是由nVIDIA和微软联合研制,應用於使用Windows Mobile的电话中,提高Windows Mobile平台的多媒体處理能力。隨後在2008年6月1日,NVIDIA正式發佈了Tegra 600系列產品,APX 2500亦更名為Tegra APX 2500[7]。集成的顯示核心是基於GeForce 6,但加入對CUDA和雙精度浮点运算的支持。[8]

晶片的製程是65奈米,核心頻率750 MHz,並集成256KB的L2緩存。晶片亦內建GeForce核心,支援OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM11 MPCore架構,其低耗電設計,使手提电话可以長時間播放音樂或高清影片。此外,它支援720pMPEG-4H.264/MPEG-4 AVC的解碼。輸出方面,它支援HDMI 1.2和雙顯示輸出。

西班牙巴塞罗那举行的3GSM移动世界大会中,NVIDIA的APX 2500原型機可以執行《雷神之锤III竞技场》,並示範性地播放了《满城尽带黄金甲》高清版。[9]

Tegra APX 2600與Tegra APX 2500的差異是前者強化了NAND快閃記憶體支援。

Tegra 600系列

2008年6月1日,NVIDIA正式發佈了Tegra品牌,設有Tegra 600和Tegra 650兩款型號,整合ARM11 MP Core、影音處理器,Tegra 600支援720p H.264和VC-1影片解碼,Tegra 650更支援1080p影片解碼。

Tegra 2系列

nvidia Tegra 2 T20

2010年1月7日發表,它是Tegra的第二代晶片,首款產品Tegra 250,採用台積電的40nm製程製造,集成8個不同功用的處理器[10]。其中兩個是ARM Cortex A9核心,運作頻率是1GHz。另外有一個ARM7處理器,一個音頻處理器(Audio Processor),一個影像處理器(Image Processor),一個高清影片解碼處理器(HD Video Decode Processor),一個高清影片編碼處理器(HD Vide Encode Processor),一個圖形處理器(2D/3D Graphics Processor)。由於NVIDIA在2007年收購了PortalPlayer公司,從而取得音頻處理器技術。

當中的影片編碼器可以支援1080p解析度的H.264格式影片,上一代的Tegra只支援到720p。影片解碼器方面,同樣支援1080p解析度的H.264格式影片。當Tegra 2晶片進行影像解碼的時候,最高可以播放順暢的1080p影片,且電源功耗小於400mW[11]。圖像處理器方面,晶片支援200万像素摄像头。而圖像處理器支援OpenGL ES 2.0,與上一代相同。但是頻率和頻寬的提升,可以使性能有2-3倍的增長。

Tegra 2晶片可用於製造智能手機平板電腦電子書奧迪汽車(Audi)已宣佈將在2012年推出的車款使用Tegra的車載娛樂及導航系統,福斯汽車集團(Volkswagen AG)旗下的數個汽車品牌也將會選用相同的系統[12]

新的Cortex A9核心採用亂序執行,而Intel Atom則是採用依序執行。

由于Tegra 2芯片并不支持Neon指令集,使得其多媒体性能存在一些问题,如不能流畅播放High Profile的1080P H264视频。[13]

Tegra 3系列

2011年11月9日發表,CPU核心採用4+1結構,即四顆核心加第五顆省電核心,支援OpenGL遊戲的3D Vision顯示,通過NVIDIA DirectTouch技術分擔部分觸控處理作業,藉以改善觸控反應,並減少耗電量。HDMI支援1.4a版本。

Tegra 4系列

Tegra 4 內部搭載 72 個 NVIDIA GeForce GPU 核心 - 等同於 Tegra 3 GPU 運算動力的 6 倍 - 因此提供更逼真的遊戲經驗與更高解析度的顯示畫面。 Tegra 4 內部採用 ARM 最先進 CPU 核心 Cortex-A15 ,打造出第一款四核心架構的處理器,加快 2.6 倍的網頁瀏覽速度以及為各種應用程式提供突破性的效能。

Tegra 4 還能透過一款選配晶片組支援全球通用的 4G LTE 語音與數據傳輸技術,亦即第 5 代 NVIDIA Icera i500 處理器。 i500 不僅效率更高,而且尺寸僅有傳統數據機晶片的 40% ,處理能力更是前一代元件的 4 倍。

Tegra K1系列

Tegra K1 提供版本第一種版本採用 32 位元基於 ARM Cortex A15 的四核心加第五顆基於 ARM Cortex A9 的省電核心,而第二種版本則採用 NVIDIA 自行設計的的64 位元雙核心 Super Core CPU 。這款 CPU 以 ARMv8 架構為基礎,可提供非常高的單執行緒和多執行緒效能,並將GPU架構從 Tegra 2、Tegra 3及Tegra 4的GeForce(G70)架構提升至 Mobile Kepler 架構,Tegra 5 與現階段主推的 GeForce Titan GPU 架構相同,因此也完整支援 OpenGL 4.4、Open GL ES 3.0、DirectX 11、Tesellation 與 CUDA 5.0。根據 Nvidia 的測試,Mobile Kepler 的圖形處理能力將是 iPad 4 的四倍,也比 PS3 強。第一台用在移動裝置上的是2014/5/15由小米公司推出的小米平板,安兔兔跑分可達140000分(v7.2.0)。使用64位元雙CPU核心和192核GPU Tegra K1的Nexus 9跑分更超過55000(v5.2.0)分。

Tegra X1系列

NVIDIA的Tegra X1(代號Erista)有四個ARM的Cortex-A57內核和四個ARM的Cortex-A53內核的big.LITTLE配置,以及一個麥克斯韋為基礎的圖形處理核心,GPGPU的支持。

X1除了在英伟达自家的Nvidia Shield电视盒上使用以外,也被谷歌应用在其自家的平板电脑Pixel C上。而日本游戏公司任天堂的游戏主机任天堂Switch任天堂Switch Lite上也使用了定制化的X1。

  • CPU:ARMv8 的ARM Cortex-A57四核+ ARM的Cortex-A53四核(64位)
  • GPU:麥克斯韋為主的256核GPU
  • MPEG-4 HEVCVP9編碼/解碼支持
  • 台積電20奈米制程(T210),台积电16纳米制程(T214)
  • 功耗小於10瓦
型号 CPU GPU 内存 采用
处理器 核心 频率 (GHz) 微架构 核心配置n1 频率 (MHz) GFLOPS 类型 容量 总线宽度 (bits) 带宽 (GB/s) Availability
T210 ARM Cortex-A57 + ARM Cortex-A53 4 + 4 A57: 1.9 GHz
A53: 1.3 GHz
GM20B(Maxwell微架构 256:16:16 1000 512 (FP32) / 1024 (FP16) LPDDR4 3 GB 64-bit 25.6 Q2 2015
NX-SoC (T210)[14][15] A57: 1.020 GHz A53: 1.020 GHz 底座模式: 768 - 921 底座模式: 393 - 471 (FP32) / 786 - 942 (FP16) 4 GB Q1 2017
携带模式: 307.2 - 384 携带模式: 157 - 196 (FP32) / 314 - 392 (FP16)
NX-SOC (T214) A57: 1.9 GHz
A53: 1.3 GHz
1267 649 (FP32) / 1298 (FP16) LPDDR4x 8GB Q2 2019

Tegra X2 系列

Nvidia 的 Tegra X2[16](代号Parker)采用了 Nvidia 定制的 ARMv8 兼容核心 Denver 2 和代号为 Pascal 的图像处理核心,有 GPGPU 支持。[17] X2 使用台积电16纳米 FinFET+ 製程制造。[18][19][20]

  • CPU: Nvidia Denver2 ARMv8(64-bit)双核 + ARMv8 ARM Cortex-A57 四核(64-bit)
  • RAM: 最高 16GB LPDDR4
  • GPU: Pascal 构架, 256 CUDA 核心
  • TSMC: 16 纳米 FinFET 製程
  • TDP: 7.5-15W[21]
型号 CPU GPU 内存
处理器 核心 频率 微架构 核心配置n11 频率 GFLOPS
(FP32)
GFLOPS
(FP16)
类型 容量 总线宽度 带宽 发布日期
T186 Denver2 +
Cortex-A57
2 + 4 Denver2: 1.4–2.0 GHz
A57: 1.2–2.0 GHz
GP10B (Pascal)[22] 256:?:? 854–1465 MHz 437–750 874–1500 LPDDR4 8 GB 128 bit 58.4 GB/s 未发布

Xavier 系列

目前最新的Tegra SoC,Xavier,以漫畫人物X教授的名字命名,在2016年9月28日宣佈,2019年3月發布。它包含70億個晶體管和8個自定義ARMv8內核,一個帶有512個CUDA內核的Volta GPU,一個名為DLA(深度學習加速器)的開源TPU(張量處理單元)它能夠編碼和解碼8K超高清(7680×4320)。用戶可根據需要配置10W,15W和30W TDP的三種工作模式,芯片尺寸為100x87 mm 2。Nvidia證實,製造工藝為台積電的12nm FinFET,和RTX20系列一樣。

  • CPU:Nvidia定制Carmel ARMv8(64位),8核心10線程
  • GPU:基於Volta的512個CUDA核心,具有1.3 TFLOPS
  • TSMC 12 nm FinFET工藝
  • 20 TOPS DL和160 SPECint @ 20 W;  30 TOPS DL @ 30 W (TOPS DL =深度學習Tera-Ops)
    • 20 TOPS DL通過基於GPU的張量核心
    • 10 TOPS DL(INT8)通過DLA單元實現5 TFLOPS(FP16)
  • 1.6 PVA單元中的TOPS(可編程視覺加速器,用於StereoDisparity / OpticalFlow / ImageProcessing)
  • ISP單元中的1.5 GPix / s(圖像信號處理器,具有原生全範圍HDR和磁貼處理支持)
  • 用於1.2 GPix/s編碼和1.8 GPix/s解碼的視頻處理器包括8k視頻支援
型號 CPU GPU 記憶體
處理器 核心 頻率 微架構 核心配置 頻率 GFLOPS 类型 容量 总线宽度 带宽 发布日期
T194 Carmel 8 GV10B?(Volta) 512:?:? 1270 MHz 1300 LPDDR4 256-bit 137 GB/s Q3(?) 2018

參考條目

參考链接

  1. . [2008-09-13]. (原始内容存档于2008-06-06).
  2. . [2008-08-05]. (原始内容存档于2008-06-05).
  3. . [2010-05-23]. (原始内容存档于2010-05-21).
  4. . [2008-09-22]. (原始内容存档于2008-09-13).
  5. . [2008-09-22]. (原始内容存档于2016-03-04).
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  8. . [2008-09-12]. (原始内容存档于2016-03-04).
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  10. . [2010-01-13]. (原始内容存档于2010-01-16).
  11. (PDF). [2010-10-05]. (原始内容存档 (PDF)于2011-10-27).
  12. . 工商時報. 2010-01-11 [2010-01-11]. (原始内容存档于2010-01-14).
  13. . [2011-04-25]. (原始内容存档于2011-05-05).
  14. techinsights.com. . www.techinsights.com. [2017-03-15]. (原始内容存档于2017-03-13).
  15. Walton, Mark. . Ars Technica. 20 December 2016 [3 April 2017]. (原始内容存档于2016-12-20).
  16. (PDF).
  17. https://developer.nvidia.com/embedded/dlc/jetson-tx2-module-data-sheetFile:Lock-gray-alt-2.svg
  18. . Anandtech.com. 2016-01-05 [2016-07-10]. (原始内容存档于2016-06-29).
  19. . [2018-02-08]. (原始内容存档于2017-12-16).
  20. Ho, Joshua. . Anandtech. 25 August 2016 [25 August 2016]. (原始内容存档于2017-12-16).
  21. NVIDIA Announces Jetson TX2: Parker Comes To NVIDIA’s Embedded System Kit 页面存档备份,存于, March 7, 2017
  22. NVIDIA Rolls Out Tegra X2 GPU Support In Nouveau 页面存档备份,存于 by Michael Larabel at phoronix.com on March 29, 2017

外部連結

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