NVIDIA四核心Tegra 3处理器架构简析

无论是CES 2011还是MWC 2011，NVIDIA Tegra系列处理器都异常夺目，在LG电子、摩托罗拉、三星等大厂的支持下终于熬出头，相关智能手机和平板机产品接踵而至，NVIDIA也再接再厉，公布了一份颇为长远、颇具野心的路线图。

一、路线图

NVIDIA此前制定了六个月更新换代一次的计划，力图用当年击败3Dfx的方式称雄移动处理器市场，不过现在看起来计划有变，路线图上显示的每年一代新品。

至于此前曝光的Tegra 2 3D，也就是现有的Tegra 2提升频率并加入3D立体支持，似乎已经被取消，至今也未听说任何相关产品。

2011年底，NVIDIA将推出第三代Tegra(俗称Tegra 3)，代号“Project Kal-El”(超人氪星本名)，将成为全世界第一款移动四核心处理器，集成12个执行单元的GeForce GPU图形核心，支持3D立体，并支持2560×1600的超高清分辨率，整体性能号称五倍于Tegra 2，并超越Intel的双核心笔记本处理器Core 2 Duo。　　

NVIDIA公布的Coremark 1.0测试数据显示，Tegra 2可以得到5840分，Core 2 Duo T7200达到了10136分，Tegra 3则能跑出11354分，基本两倍于上一代。

再往后，2012年是第四代“Wayne”(蝙蝠侠本名)，性能十倍于Tegra 2；2013年、2014年分别是第五代“Logan”(金刚狼本名)、第六代“Stark”(钢铁侠本名)，其中后者的性能可达Tegra 2的八九十倍。

二、Tegra 3架构简析

Kal-El Tegra 3仍采用台积电40nm工艺制造，事实上NVIDIA 12天前才刚刚从工厂里拿到第一颗样品，A0修正版本，然后马上就带到了西班牙巴塞罗那进行展示。据介绍，现在展示的型号是面向智能手机的版本，型号AP30，封装尺寸14×14毫米，内核面积大约80平方毫米，这可要比49平方毫米的Tegra 2大多了。不知道最终成品会不会升级成28nm工艺。

Kal-El Tegra 3的处理器架构仍然基于授权而来的ARM Cortex-A9，只是核心数量由两个增加至四个，并提升了频率(具体不详)，但共享的二级缓存容量还是1MB。

集成的内存控制器也继续是单个32-bit LPDDR2，只是做了简单增强并提升了频率，NVIDIA认为这已经能够提供足够的带宽。

值得一提的是，Tegra 3的每个核心都将增加支持ARM MPE媒体处理引擎和NEON媒体与信号处理技术，德州仪器OMAP 4相对并于Tegra 2的一大优势将不复存在。

图形核心部分，Tegra 3将使用更大、更快的ULP GeForce GPU，着色器数量从8个增加到12个，但仍不是统一着色架构。Tegra 2的组合是4个顶点着色器、4个像素着色器，不知道Tegra 3会不会使用6+6的组合。

至于功耗，Kal-El Tegra 3在同等负载下将不会高于Tegra 2，当然如果开动全部四个核心，电池续航时间必然会受到一些影响。NVIDIA表示，Tegra 3的节能技术有些来自Tegra 2的经验，有些来自对ARM处理器架构的深入研究，但没有透露具体细节，也没有给出确切的指标。

三、视频解码

Tegra 2能够解码最高20Mbps码率的Main Profile H.264视频，但是面对High Profile 1080p全高清格式就无能为力了，而后者的应用非常普遍。

Kal-El Tegra 3终将弥补这一缺憾，可以支持稳定码率40Mbps、峰值码率60Mbps、分辨率2560×1440的高清H.264视频解码，并且还现场进行了展示：解码一段50Mbps 1440p H.264视频，并同步传输到2560×1600 30寸台式机显示器和1366×768分辨率平板机屏幕上。

Tegra 3还支持3D立体视频播放，但不知道是否能进行3D捕捉。

下边就是Tegra 3、Tegra 2分别运行3D游戏的样子，可以看出前者支持良好，后者根本没有立体效果，而且前者的性能也是后者的2-2.5倍。