Американская Nvidia раскрыла подробную информацию о своем первом 4-ядерном процессоре для смартфонов и планшетных компьютеров Tegra 3, также известном как Kal-El. В компании сообщили, что новый чип будет использовать запатентованную технологию Variable Symmetric Multiprocessing (vSMP) и, несмотря на то, что фигурирует как 4-ядерное решение, на самом деле будет содержать 5 вычислительных ядер.
Дополнительное обособленное ядро, которое будет работать на более низких частотах в сравнении с основными ядрами, будет предназначено для выполнения задач в режиме ожидания, а также воспроизведения музыки и видео (дело в том, что в последних двух случаях основную часть работы на себя берут аппаратные декодеры). Основные же ядра будут работать на более высоких частотах, но вместе потреблять меньше энергии, чем 2-ядерные решения, утверждают в Nvidia. Все 5 ядер - это эквиваленты ARM Cortex A9 с возможностью индивидуального включения и отключения в зависимости от приложенной нагрузки. При этом дополнительное пятое ядро выполнено по так называемой технологии Low Power Process, которая за счет оперирования на низких тактовых частотах (от 0 до 500 МГц) позволяет дополнительно снизить ток утечки.
Инженеры выяснили, что в режиме ожидания мобильные устройства проводят около 80% времени эксплуатации и другие 20% - в режиме запуска мобильных приложений. Эту модель Nvidia и реализует в Kal-El, возлагая на дополнительное ядро решение фоновых задач, таких как синхронизация через интернет, не требующих вовлечения основных ресурсов. Так как современные операционные системы для смартфонов пока не умеют «вычленять» дополнительные ядра, Nvidia реализовала дополнительный слой для управления процессором. В нем задействованы автоматические алгоритмы, которые непрерывно отлеживают нагрузку и включают или выключают каждое из пяти ядер.
Согласно внутренним тестам, реализация технологии vSMP позволила на 14-61% понизить энергопотребление при выполнении различных задач в сравнении с 2-ядерным процессором Tegra 2 с условием, что оба чипа выполнены по 40-нм техпроцессу.
Архитектура процессора Nvidia Kal-El с дополнительным пятым ядром
«Распространенным заблуждением является то, что многоядерные процессоры якобы потребляют большее количество энергии по сравнению с одноядерными чипами и, следовательно, быстрее сажают батарею», - говорят в Nvidia, приводя в пример дебаты по случаю выпуска первых 2-ядерных смартфонов весной 2011 г. На самом же деле такие чипы работают эффективнее одноядерных решений, и это было доказано на примере Tegra 2. «Чтобы решить сложную задачу одноядерному процессору необходимо не только работать на более высокой частоте и более высоком напряжении, но и приходится работать в таком интенсивном режиме большее время, - объяснили в компании. - В многоядерных процессорах задачи разделяются на несколько потоков, поэтому каждое из ядер работает эффективнее, а решение задачи занимает меньшее время».
Тест на мультимедийную производительность Coremark в сравнении с 2-ядерными чипами
По сравнению с 2-ядерными процессорами, сообщает вендор, Kal-El обладает пятью ключевыми преимуществами: более высокая производительность на ватт, меньшее время загрузки веб-страниц, более высокая производительность в сложных приложениях, улучшенная многозадачность и более высокая производительность в играх со сложной графикой, включая наложение эффектов в режиме реального времени (изменение времени суток, погода и т.д).
Демонстрация возможности Kal-El наложения эффектов в режиме реального времени в играх
Собственные исследования Nvidia показали, согласно тесту Moonbat производительности JavaScript, 4-ядерный процессор справляется с загрузкой веб-страниц примерно на 50% быстрее 2-ядерного аналога. Тест Coremark, измеряющий производительность в мультимедийных приложениях, показал 2-кратный рост скорости работы по сравнению с 2-ядерными решениями, включая Apple A5, который ожидается в новом iPhone, и 4-кратный по сравнению с процессорами с одним ядром. В свою очередь в тесте на игровую производительность Kal-El показал значения от 30 до 35 кадров в секунду, тогда как Tegra 2 - от 13 до 15 кадров в секунду.
В Nvidia считают, что переход к многоядерным решениям - логичный этап в развитии смартфонного «железа». Причем этот переход произошел очень быстро, потому что уже был совершен в сфере настольных вычислительных систем. Способствует развитию многоядерных решений и платформа Android - соответствующе нововведения были добавлены в Android 2.3 и Android 3.x, включая поддержку многоядерных процессоров и многопоточности, в том числе в веб-браузере. Отметим, что Nvidia - не единственная работает в направлении многоядерных мобильных процессоров, но также и Qualcomm, и другие вендоры. Появление на рынке первых смартфонов с 4-ядерными чипами ожидается в начале 2012 г., а планшетов - уже в этом году.
Поделиться
