英偉達 (NVIDIA®) Tegra™ - 以強大的圖像技術向流動平台處理器進軍
「那我就說 Nvidia 的 Tegra 吧！」
「那***呢？」「下次吧！有機會的。」
NVIDIA® (英偉達)，是一家著名以設計圖形處理器為主的半導體公司，我想但凡懂點電腦知識的朋友都會知道這是一家很有名的出顯示卡的公司吧！
先來了解下這家公司吧！NVIDIA® 公司可是全球可編程圖形處理技術領袖。專注於打造能夠增強個人和專業計算平台的產品。公司的圖形和通信處理器擁有廣泛的市場，已被多種多樣的計算平台採用，包括 PC 商用及個人電腦、專業工作站 (Work Station)、Digital Creative System、筆記本電腦、軍用導航系統和電視遊戲機等。
NVIDIA® 公司專門打造面向計算機、消費電子和移動終端，能夠改變整個行業的創新產品。這些產品家族正在改變視覺豐富和運算密集型應用例如電視遊戲、電影產業、廣播、工業設計、財政模型、空間探索以及醫療成像。此外，NVIDIA® 致力於研發和提供引領行業潮流的先進技術，包括 NVIDIA® SLI 技術能夠靈活地大幅提升系統性能和 NVIDIA® PureVideo 高清視頻解碼及編碼技術。
直至 2008 年 6 月 1 日正式發表其流動平台的處理器 - Tegra™ (圖睿) 處理器，與當時對手是 Qualcomm® (高通) 和 Texas Instruments (德州儀器) 進行競爭。
Tegra™ 是基於 ARM 架構開發的處理器核心、並結合 GeForce 的圖形處理器、音效處理器、北橋晶片、南橋晶片和記憶體控制器合併於一個單一封裝內，以強勁的圖形效能挑戰對手。筆者我就詳細介紹由第一款至現在的 Tegra® 吧！
NVIDIA® Tegra™ APX
談到 Tegra™ 就得提到 NVIDIA® 進軍應用處理器的過去，應回到 2008 年，NVIDIA® 在 PC 平台上受到當時合作夥伴 AMD 收購競爭對手 ATI、並持續遭受 Intel 處理器晶片組供應的刁難，以及 Intel 要把顯示器整合入處理器的影響，NVIDIA® 開始看上 ARM 處理器架構在智慧手機以及可攜上網裝置的潛力，選擇向 ARM 購買 ARM 11 架構授權，開始打造 NVIDIA® 過去從未經營過的流動平台處理器，並於2008年2月11日，NVIDIA®發布了用於智慧型手機與流動平台的 APX 2500 應用處理器。
該處理器集成了一個 ARM11 MPCore 架構處理器和一個高解析度影音顯示核心。這款處理器是由 NVIDIA® 和微軟聯合研製，應用於使用 Windows Mobile 的電話中，提高 Windows Mobile 平台的多媒體處理能力。隨後在 2008 年 6 月 1 日，NVIDIA® 正式發佈了 Tegra™ APX 系列產品，APX 2500 亦更名為 Tegra™ APX 2500。集成的顯示核心是基於 GeForce 6，但加入對 CUDA 和雙精度浮點運算的支持。
晶片的製程是 65 nm，核心頻率 750 MHz，並集成 256KB 的 L2 緩存。晶片亦內建 GeForce 6 核心，支援 OpenGL ES 2.0 和 Direct3D Mobile 標準。APX 2500 屬於 ARM11 MPCore 架構，其低耗電設計，使手提電話可以長時間播放音樂或高清影片。此外，它支援 720p 的 MPEG-4 與H.264/ MPEG-4 AVC 的解碼 ，並支援高達 12 Mega Pixels 的攝像鏡頭 。輸出方面，它支援 HDMI 1.3 和 FWVGA (864 x 480) 雙顯示輸出。
在當年西班牙巴塞隆納舉行的 3GSM 移動世界大會中，NVIDIA® 的 Tegra™ APX 原型機可以執行雷神之錘 III 競技場，並示範性地播放了 720p 高清版的《滿城盡帶黃金甲》。
Tegra™ APX 2600 與 Tegra™ APX 2500 的差異是前者強化了 NAND 快閃記憶體支援。
但在當時，由於 NVIDIA® 在流動平台處理器市場的知名度不高，Tegra™ 仍未受到受到重視，只是當時搭上微軟，針對微軟旗下的 Windows Mobile 、 Windows CE 等系統進行支援，所以當年只有微軟多媒體播放機 Zune HD 採用。
NVIDIA® Tegra™ 2
2010年1月7日發表 Tegra™ 2，採用台積電的 40 nm 製程製造，成為當時第一顆以 ARM Cortex-A9 架構，並且支援完整的 Flash Player GPU 加速能力的雙核處理器。
Tegra™ 2 其中兩個是 ARM Cortex-A9 核心，運作頻率最高可達是 1.2 GHz。另外有一個 ARM7 處理器，一個音頻處理器，一個影像處理器，一個高清影片解碼處理器，一個高清編碼處理器，一個八核心的超低功耗 (ULP) GeForce 圖形處理器。由於 NVIDIA® 在 2007 年收購了 Portal Player 公司，也從而取得音頻處理器技術。
當中的影片編碼及解碼器最高可以支援 1080p 解析度的 H.264 格式影片，上一代的 Tegra™ 只支援到 720p。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 400 mW。圖像處理器方面，晶片並支援高達 12 Mega Pixel 的攝像鏡頭。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) 已在2012年推出的車款使用 Tegra™ 的車載娛樂及導航系統，福士汽車集團 (Volkswagen AG) 旗下的數個汽車品牌也將會選用相同的系統。而手機和平板代表則有 Motorola Xoom/ Xoom 2, Motorola Atrix 和 LG Optimus 2X。
新的 Cortex-A9 核心採用亂序執行，而有別於 Intel Atom 的依序執行，這使功耗變得更低。但由於Tegra™ 2 晶片並不支持 Neon 指令集，使得其多媒體性能存在一些問題，如不能流暢播放 High Profile 的 1080p H.264 視頻。
NVIDIA® Tegra™ 3
Tegra™ 3 於 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™ 3 的代號為 Kal-El (這是超人的名字)。據 NVIDIA® 的說法，Tegra™ 3 比 Tegra™ 2 整體來說快五倍，瀏覽網頁快四倍，影像處理則是靠著 12 核心的 GeForce GPU，比前一代快了三倍，支援達 32 Mega Pixels 的攝像鏡頭，這顆 GPU 並能同時處理 3D 及 2D 影像的能力。
Tegra™ 3 比較著重 CPU 效能的應用，Tegra™ 3 的效能雖然只有 Tegra™ 2 的兩倍，即使如此，但仍然與 Intel 的 Core 2 Duo T7200 處理器旗鼓相當，這也是 NVIDIA® 號稱 Tegra™ 3 的 - 行動裝置上的 PC 級處理器。
Tegra™ 3 是採用 40nm 製程，它用了兩種不同級別的矽晶體，一種比較適合低電壓的操作，另一種在高電壓時效率較佳。此外，Tegra™ 3 還有一個特殊之處，就是它的四顆主要核心之外，還有一個次要的「伴侶」核心，在特定的應用下，可以讓四顆主核心關閉來省電。兩者協力的結果，就是 NVIDIA® 號稱的 1080p 播放就是完全用單顆次核心可以完成的工作，可以長達 12 小時。
當時使用 Tegra™ 3 的代表產品有 Sony Xperia Tablet S, HTC One X/ X+, LG Optimus Vu 等。
NVIDIA® Tegra™ 4
在今年 CES 2013 上正式發表了全新的 Tegra™ 4 處理器，這款產品採用了和 Tegra™ 3 相同的「4 加 1」設計 (4 核心處理器及加上第五顆省電處理器)，備有 72 顆 GeForce GPU 核心，包含高動態範圍 (HDR) 成像、WebGL 及 HTML5。
處理器則使用 28nm 製程，據稱在顯示效能方面是 Tegra™ 3 的六倍，主頻高達 1.9 GHz 。同時它還使用了 Cortex-A15 架構的四核心處理器，而且支援 LTE 網路。按照 NVIDIA® 的說法 Tegra™ 4 是目前世界上最快的行動處理器，在現場他們還使用 Tegra™ 4 產品和 Google Nexus 10 比拼了一下打開網頁的速度，結果不言而喻，當然是更勝一籌。
此外這款處理器還使用了全新的拍攝運算架構 (computational photography architecture)，增加了全新的 72 內核圖形處理引擎，和現有平台相比在圖形運算速度方面提升了十倍。同時 Tegra™ 4 還支援在連拍模式和 LED 補光燈打開的情況下使用 HDR，NVIDIA® 稱其最終目的是要讓行動拍攝變得比 DSLR 更強。
Tegra™ 4 還支援 4K 超高解析度影片，同時還將支援可以降低背光功耗的 PRISM 2 顯示技術。通過對後者的運用 Tegra™ 4 能在 Tegra™ 3 的基礎上降低 45% 的功耗。
另外和 Tegra™ 4 處理器一同發表的還有支援多類網路的 i500 Soft Modem，以作為選裝配件，可以幫助 Tegra™ 4 處理器獲得支援 LTE 網路的能力，i500 的網路數據處理能力比之前的 i400 高出 4 倍，體積卻只有傳統基頻晶片的 40%。
留言
發佈留言