从无到强 回顾NVIDIA Tegra发展之路(组图)

作者：仪器MRO    仪器仪表行业新闻来源：全球MRO仪器仪表交易网    点击数：    更新时间：2012/4/16

多元化发展，NVIDIA进军移动市场之路

近两年来，手机、平板电脑的发展速度用“迅猛”一词来形容已经显得有些不够力度了。的确，手机、平板电脑在最近两年的发展速度大大超越了人们的想象，但是并没有超过很多厂商的想像例如以高性能显卡而著称的厂商NVIDIA。

没错，在2008年，智能手机、平板电脑刚刚开始起步的时候，NVIDIA就已经正式放出了第一款用于移动产品的核心Tegra。而NVIDIA真正开始嗅探到移动产品迅猛发展还在更早的时间。当然这些并不在本文的讨论范围之内了。

在移动级的芯片领域，目前有四大厂商生产处理器，包括高通、德州仪器、三星以及NVIDIA。未来可能还会包含AMD以及Intel，但这两家目前为止还没有实际产品亮相。而起步最早的就要算做高通以及德州仪器两家厂商，随后就是NVIDIA的第一代Tegra……

　　

与高通和德州仪器一样，NVIDIA同样选择了开放标准的ARM阵营，所有的Tegra(包括2、3、4代产品)都会内建一个ARM架构的处理器核心，但是在图形处理方面则采用了自家的强势产品GeForce图形处理器。另外，Tegra还包含了音效处理器、北桥芯片、南桥芯片、内存控制器等一系列硬件设备。

接下来，我们就从第一代Tegra产品开始，回顾一下NVIDIA在移动芯片Tegra上的发展之路。

NVIDIA的首款试水产品Tegra芯片

NVIDIA的第一代Tegra产品包括了在2月发布的APX 2500芯片以及在6月正式推出的Tegra 600、Tegra 650三款芯片。其中APX 2500是NVIDIA与微软进行联合开发的产品，主要用于Windows Mobile系统，并没有大量出现。

而真正的第一代Tegra产品NVIDIA同样选择了与微软进行合作，使用在如今Windows Phone 7系统的前身Zune HD身上。但是，第一代Tegra产品NVIDIA并没有为其提供对Android系统的支持。也就是说，第一代的Tegra除了微软的Zune HD这一款产品外，我们基本看不到其他采用Tegra的产品出现。

第一代Tegra产品采用了ARMv6K架构，使用了ARM11 MPCore内核，图形处理器方面自然采用了NVIDIA最拿手的GeForce产品，同时还能够支持NVIDIA的CUDA技术，并提供了双精度浮点运算支持，采用了65nm工艺打造。

　　

虽然产品规格非常详细，但是实际上产品并没有获得太大的成功，这让我们似乎想到了NVIDIA当年首款试水主板领域的nForce芯片组产品，同样没能够获得较大的成功。虽然在很大程度上要归结于微软Zune HD的营销问题，但是也有很大一部分原因在于NVIDIA并没有将Tegra开放到其他平台上。

但是，这并不意味着Tegra就此结束，相反，NVIDIA正是吸取了这一教训，让Tegra 2大获成功。

唯一一款，第一代Tegra量产产品展示

第一代的Tegra产品并没有获得大量厂商的加盟，当然这主要还是取决于NVIDIA当年选择了只跟微软合作的关系。因此第一代的Tegra我们只有微软的Zune HD一款产品可供大家欣赏：

　　

　　

　　

　　

迅猛崛起，Tegra 2加盟Android阵营

经历了第一代产品的试水之后，NVIDIA已经确定了第二代Tegra的发展方向Android系统。除了进军Android系统外，NVIDIA还首次将移动处理器带入了双核心时代。

在2010年初，NVIDIA正式发布了第二代Tegra(后文简称Tegra 2)产品。在其他移动处理器厂商不断比拼单核处理器性能的时候，NVIDIA的Tegra 2携带了双ARM核心进入移动处理器市场，主频最高达到了1GHz，支持ARMv7-A指令集，采用Cortex-A9架构，并且提供了对LPDDR2内存的支持。

　　

在标称性能方面，Tegra 2达到Cortex A9处理器的1.5～2倍性能，达到Cortex A8处理器的1.7～2.4倍性能。

另外，Tegra 2还集成了音频解码核心、视频解码核心(支持1080p H.264视频解码)、视频编码核心、图片处理核心、功耗管理核心以及一个GeForce显示核心。

　　

在Tegra 2的GeForce显示核心当中，融入了很多台式PC当中常见的规格参数，例如四个像素着色单元、四个顶点着色单元。并且还实现了独家的各项异性过滤算法、高动态范围(HDR)照明、多重渲染目标等等技术支持，让移动产品的图形处理效果获得了前所未有的提升。

而同一时期，三星、德州仪器等厂商还在继续使用其他厂商的授权GPU。在移动产品的图形性能上，NVIDIA彻底发挥出了一个显示核心厂商的巨大优势，也为移动产品的图形处理能力获得了一次巨大进步。

大量厂商加盟，Tegra 2实际产品展示

由于NVIDIA在Tegra 2上选择了Android阵营，因此立刻获得了大量的移动厂商加盟，包括了摩托罗拉、LG、三星、天语等手机厂商外，还涵盖了鸿基、三星、DELL、华硕、联想、索尼等众多厂商的平板产品加盟其中。

　　

摩托罗拉 XT 882

　　

三星 i9103

　　

LG P990

　　

天语 W700

另外，除了涉足移动产品(例如手机、平板电脑)外，NVIDIA还将Tegra 2深入了汽车行业当中。知名的汽车厂商奥迪也宣布并推出了采用Tegra 2芯片作为车载导航、娱乐系统处理器的汽车。

　　

联想 ThinkPad Tablet

　　

三星P7510

　　

华硕EeePad TF101

　　

摩托罗拉 XOOM

向PC看齐，4+1核心的Tegra 3已经到来

有了Tegra 2的成功之后，NVIDIA显然要让Tegra 3获得更好、更强、更广的口碑、性能以及支持。在去年9月，NVIDIA正式发布了第三代Tegra产品，再度将移动产品的核心升级到了四核心(严格意义来说应该是五核心)时代。

　　

Tegra 3核心逻辑架构图

Tegra 3创新的采用了4+1结构设计，其中4个核心为完整的高性能ARM架构核心，而另外的一个核心则是NVIDIA设计的一个隐藏低功耗核心。另外，在显示核心方面，NVIDIA也将GeForce核心升级到了12核心ULP超低功耗GPU，标称性能达到了Tegra 2的三倍，并且加入了更多游戏特效的支持。

　　

在Tegra 3的五个CPU核心当中，其中四个核心为完整核心，而另外的一个核心被称作Companion CPU core协核心，NVIDIA将这一架构简称为vSMP架构，并且申请了专利。

vSMP架构可以灵活的对五个核心进行调控，根据系统的不同负载开启相应的核心数量或单独开启协核心。例如，在低负载的音乐播放、视频播放(有独立的视频解码模块来负责主要操作)时，Tegra 3将会仅开启协核心关闭四个主核心运行，最高频率仅有500MHz，达到超低功耗的作用。而当负载较高时，则再根据负载状况开启单核心、双核心或四核心模式。其中单核心模式下最高频率可达1.4Ghz，而双核心以及四核心最高频率则为1.3GHz。

　　

四核心的Tegra 3性能表现

另外，协核心与主核心的切换则是在操作系统外的硬件架构层上进行，操作延迟最高不超过2毫秒。同时，Android操作系统也不会发现协核心的存在，避免了系统对完整核心进行低频率操作。

　　

除了4核CPU和12核GPU，Tegra 3内部还包括显示输出模块、安全引擎、HDMI输出模块、内存I/O模块、ISP图像处理模块、音频处理模块、高清视频编码/解码器和ARM7管理核心。Tegra 3提供32KB+32KB一级缓存，1MB二级缓存，支持DDR3L 1500或LPDDR2-1066内存，最高支持3200万像素摄像头，2048x1536分辨率液晶屏，HDMI 1.4a(1920x1080)输出。基于台积电40nm制程制造，14x14mm BGA或23x23mm BGA两种封装形式。

Tegra之崛起，Tegra 3实际产品展示

有了Tegra 2的成功之后，Tegra 3虽然发布距今只有不到半年的时间，但是已经获得了比Tegra 2更多的厂商支持。手机方面包括HTC、LG、摩托罗拉、天语、中兴等厂商的支持。

　　

首款上市的四核手机HTC ONE X

　　

摩托罗拉的Atrilx 3谍照

　　

中兴的Era手机

　　

华硕Padfone手机

平板方面则获得了华硕、宏基、东芝等厂商的支持。

　　

华硕变形金刚平板电脑(与手机可以“合体”)

　　

东芝AT270平板电脑

　　

联想ideapad K2010

　　

富士通 M532平板电脑

走一步，看百步，NVIDIA未来Tegra规划

虽然NVIDIA的Tegra 3产品才刚刚上市，不过有关NVIDIA下一代Tegra 4的消息就已经有所传言了。根据网络上的消息来看，NVIDIA将会在2012年第一季度发布Tegra 4芯片，而Tegra 4将仍然会采用4+1核心架构设计，但是运行频率最高将会达到2GHz。

　　

　　

NVIDIA的下一代Tegra 4研发代号为Wayne(蝙蝠侠韦恩)，将会包括4款不同型号的产品，它们分别为T40、T43、AP40和SP3X，其中三款T40、T43、AP40将会基于ARM Cortex-A15处理器架构设计，而另外一款SP3X则仍沿用A9架构。

　　

其中，在第一季度首发的旗舰产品T40频率为1.8GHz，主要面向10寸平板电脑市场。另外两款主流型号则为1.2～1.8GHz的产品，。而A9架构的Tegra 4主频则为1.2～2.0GHz，面向7寸平板以及智能手机领域，并且将会加入4G的LTE100/HSPA42网络支持。后三者均要等到2013年的第三季度才会发布。

当然，除了Tegra 4以外，实际上NVIDIA早已经贵好了Tegra的未来发展路线，只是我们目前仅仅能够看到NVIDIA的一张简单路线图而已。实际上，从Tegra 4的产品划分，我们已经能够猜到NVIDIA对Tegra的未来简单规划。

　　

Tegra的未来显然将会把平板电脑与智能手机的芯片进行划分，其中平板电脑将会融合性能更高的Tegra核心，而智能手机方面NVIDIA则是将会融入更新的网络技术支持。作为已经大获成功的Tegra 2、Tegra 3芯片，NVIDIA显然已经从中取得了非常多的成功经验，加上GPU技术方面的独有优势，在微辣的发展之路上，显然NVIDIA将会比移动芯片厂商拥有更好的技术优势，其前景自然也更加乐观。

当然，我们仍然不能忽略掉Intel以及AMD这两大芯片厂商。其中，Intel已经在今年的IDF 2012大会上正式发布了第一款基于x86架构的智能手机，未来Intel显然也不会放弃这一增长迅猛的芯片行业，不过显然Intel与AMD已经起步晚了很多。