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Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒?

2015-01-07
來源:新浪手機(jī)
關(guān)鍵詞: 2015CES NVIDIA Tegra X1

本文轉(zhuǎn)自驅(qū)動(dòng)之家

  過去每一年開頭的CES大展上,NVIDIA都會(huì)帶來新一代的Tegra移動(dòng)處理器,。盡管過去兩代表現(xiàn)一般,但是黃仁勛還是親自登臺(tái),,推出了全新的Tegra X1,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒,?

  【GPU:強(qiáng)大的麥克斯韋】

  首先,,NVIDIA是一家GPU公司,,因此無論在桌面還是移動(dòng)市場上,都對(duì)GPU異常重視,。去年的Tegra K1首次引入了與桌面平級(jí)的開普勒架構(gòu),,192個(gè)流處理器帶來了驚人性能,。今年的Tegra X1則進(jìn)一步升級(jí)為麥克斯韋架構(gòu),流處理器也增至256個(gè),。

  換句話說,去年用的是一組陣列(SMX),,今年則是兩組(SMM),!隨之而來的是,紋理單元,、ROP單元也都大大增強(qiáng)了,,均有16個(gè),尤其后者翻了兩番,,對(duì)于驅(qū)動(dòng)4K 60Hz顯示有很大好處,。

  從初步測試結(jié)果看,Tegra X1 GPU性能依然彪悍,,可以輕松搞定蘋果A8X里八核的PowerVR GXA6850,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒?

  在時(shí)間上,,開普勒誕生了將近兩年才走入移動(dòng)平臺(tái),,麥克斯韋架構(gòu)只用了一年。更確切地說,,Tegra X1用的是第二代麥克斯韋架構(gòu),,而它在桌面上才出現(xiàn)了一個(gè)季度多點(diǎn)而已。

  這也說明,,NVIDIA的新架構(gòu)從一開始就為移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行了同步優(yōu)化,,所以我們才屢次看到麥克斯韋的能效是那么高,功耗是那么低,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒,?

  新架構(gòu)的諸多圖形技術(shù)也被帶了過來,包括更高效的CUDA核心,、更簡練的SMM陣列,、第三代Delta色彩壓縮、保守光柵化算法,、體積區(qū)塊資源(DX11.2),、多幀抗鋸齒(MFAA)等等。

  更重要的是內(nèi)存帶寬,,這一直是限制移動(dòng)SoC的瓶頸,,傳統(tǒng)方法就是增加位寬,但會(huì)大大提高復(fù)雜度和成本,。

  Tegra X1還是停留在64-bit位寬,,但是大大增強(qiáng)了內(nèi)存壓縮,,包括剛才說的第三代Delta色彩壓縮,以及新的端到端壓縮,。再輔以新的LPDDR4(頻率可達(dá)1600MHz),,內(nèi)存帶寬基本不是問題。

  然后值得一提的就是半精度FP16的支持,,NVIDIA稱之為“雙倍速FP16”(Double Speed FP16),。

  和開普勒一樣,麥克斯韋架構(gòu)也只有專門的單精度FP32,、雙精度FP64 CUDA核心,,并沒有給FP16分配獨(dú)立資源,只是在操作方式上做了改變,。

  Tegra K1 FP16操作會(huì)被給予和FP32相同的待遇,,每一個(gè)都交給FP32 CUDA核心處理。Tegra X1上如果條件允許,,則會(huì)將兩個(gè)FP16合并成一個(gè)Vec2,,交給單獨(dú)一個(gè)FP32 CUDA核心去處理。

  這里的前提是兩個(gè)FP16操作屬于同一類型,,比如都是加法或者乘法,,甚至是乘加運(yùn)算(FMA)。

  所以說,,NVIDIA宣稱的原生支持FP16并不完全準(zhǔn)確,,只不過耍了個(gè)花招而已,比對(duì)手還是差一些,。ARM Mali,、Imagination PowerVR都有獨(dú)立的FP16單元,AMD GCN 1.2版也會(huì)引入,。

  FP16在安卓的顯示合成里使用非常多,,游戲里也能看到,但更重要的是,,它還能參與圖形計(jì)算,,比如圖像識(shí)別什么的,比如Drive PX車載平臺(tái)里就需要它,。

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  具體頻率還是沒有公布,而按照NVIDIA說的1TFlops FP16浮點(diǎn)性能,,那么應(yīng)該是1GHz(1GHz×2FP16×2FMA×256=1TFlops),,比去年略微高了一些。

  FP32單精度浮點(diǎn)性能為512GFlops,,比去年提高了40%,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒,?【CPU:為啥不用自主架構(gòu)?】

  Tegra K1去年先是使用公版的四核A15,,然后終于用上了NVIDIA自己苦心研發(fā)多年的64位自主架構(gòu)“丹佛”,,按理說今年只能是丹佛的增強(qiáng)版,甚至上四核,,但結(jié)果卻是四核A57加四核A53這種大路貨,。

  究竟發(fā)生了什么?可以從路線圖的變更上揣測一番,。

  Tegra K1的開發(fā)代號(hào)是“Logan”,金剛狼洛根,,它之后本來應(yīng)該說是“Parker”,,另一位超級(jí)英雄蜘蛛俠帕克,說是會(huì)有丹佛架構(gòu)CPU,、麥克斯韋架構(gòu)GPU,、(16nm)FinFET制造工藝。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒,?

  但去年3月底的時(shí)候,,NVIDIA將其改成了“Erista”,金剛狼的兒子,,而且只標(biāo)注了麥克斯韋GPU架構(gòu),,CPU和工藝根本不提。

  如此一來就很好說了:計(jì)劃不如變化,,臺(tái)積電的16nm FinFET工藝雖然速度很快,,但還是無法滿足NVIDIA的進(jìn)度要求,只能退而求其次,,先用20nm的頂一陣子,,相當(dāng)于臨時(shí)加了一步棋(要說這代號(hào)也取 得很妙),這樣時(shí)間上自然很緊迫,,照搬公版架構(gòu)就在情理之中了,。

  按照目前的跡象,Tegra X1應(yīng)該會(huì)只有這一個(gè)版本,,更美好的事情得等明年,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒?

  具體來說,,Tegra X1 A57核心搭配了2MB共享二級(jí)緩存,,每個(gè)核心還有48KB一級(jí)指令緩存、32KB一級(jí)數(shù)據(jù)緩存,,A53核心則共享512KB二級(jí)緩存,,同時(shí)每個(gè)核心有32KB一級(jí)指令緩存,、32KB一級(jí)數(shù)據(jù)緩存。

  不過,,NVIDIA并沒有使用ARM big.LITTLE雙架構(gòu)體系,、CCI-400互連總線,而是自己設(shè)計(jì)了互連總線,,還讓全部八個(gè)核心可以同時(shí)運(yùn)行,,系統(tǒng)和應(yīng)用可以隨意調(diào)用。

  而且,,該系統(tǒng)是緩存一致性的,,所以不會(huì)像類似方案那樣損失功耗和性能。

  NVIDIA宣稱,,Tegra X1的能耗比與三星Exynos 7410是齊平的,,同等功耗下性能高出40%,同等性能下功耗少50%,。——兩家都是20nm,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒?

  內(nèi)存支持從LPDDR3升級(jí)為LPDDR4,,位寬仍然是64-bit,,峰值帶寬從14.9GB/s增至25.6GB/s,能效也提升了大約40%,。

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  最大內(nèi)部分辨率也從3200×2000@60Hz增強(qiáng)到了3840×2160@60Hz,并支持VESA顯示流壓縮,。

  外部顯示方面支持HDMI 2.0,、HDCP 2.2,意味著可以搞定4K@60Hz,,而上代只有4K@30Hz,。

  ISP JPEG編碼解碼速度加快了4倍,同時(shí)新增4K@60Hz H.265(10-bit),、VP9解碼,,但是編碼僅支持4K@30Hz H.265。

  H.264,、VP8解碼也都提升到了4K@60Hz,。

  哦對(duì)了,存儲(chǔ)支持eMMC 5.1,。

  Tegra X1架構(gòu)分析:CPU這是咋回事兒,?

  最后的最后,功耗。這是一個(gè)很敏感的問題,,NVIDIA乃至幾乎所有廠商歷代都在刻意回避,,從不公布具體的功耗指標(biāo)。這一次NVIDIA也只是說能效比上代提高了一倍,。

  據(jù)說Tegra X1現(xiàn)場展示的需要大約10W,,其中GPU非常低,電老虎還是CPU部分,。

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