Tegra

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« Creare Tegra è stata una sfida importante. Il nostro obiettivo è stato quello di creare una piattaforma che cominciasse la seconda rivoluzione dei personal computer - che riguarderà direttamente il mondo del mobile, con dispositivi in grado di durare giorni con una singola carica, capaci di supportare non solo le classiche funzioni di un PC, ma anche quelle dell'entertainment con la riproduzione di contenuti video HD »
(Jen-Hsun Huang, presidente e CEO di NVIDIA)
Colibri Tegra T3 computer module di Toradex, Svizzera

Tegra è il nome di una famiglia di system-on-a-chip (SoC) sviluppata da NVIDIA per dispositivi mobili come gli smartphone e i tablet. Tegra integra una CPU (central processing unit) con architettura ARM, una unità di elaborazione grafica (graphics processing unit o GPU), northbridge, southbridge e controllore di memoria in un singolo package. Annunciata per la prima volta a metà 2008, tali processori hanno alte prestazioni di riproduzione audio e video (es: supporto per l'alta definizione) e permettono un'esperienza internet completa, con un consumo bassissimo di corrente.

Indice

[modifica] Motivi del nuovo nome commerciale

È necessario premettere che il primo processore sviluppato da NVIDIA per questa categoria di dispositivi era l'"APX 2500", arrivato il 12 febbraio 2008, e il cui scopo principale era quello di offrire un buon prodotto per i dispositivi mobile in grado di collegarsi ad Internet, quindi era indirizzato soprattutto agli smartphone. Successivamente però, l'azienda si è resa conto che ormai l'accesso alla rete non è più esclusività di smartphone e PC, ma è una caratteristica anche di altri tipologie di dispositivi come ad esempio i MID, e ha deciso di registrare il nuovo nome commerciale "Tegra", presentando inoltre il primo prodotto ufficialmente appartenente alla nuova famiglia di processori, ovvero il successore dell'APX 2500, chiamato "Tegra 650" (o "CSX 650") che, sebbene annunciato per la prima volta il 3 giugno, sarà effettivamente disponibile al pubblico solo in un secondo tempo.

Tegra 650 rappresenta quindi il primo prodotto NVIDIA indirizzato ai MID e ai dispositivi portatili, sviluppato per portare Windows Mobile su questa tipologia di dispositivi; esso è dotato di caratteristiche simili a quelle dell'APX 2500, con l'aggiunta di un comparto grafico migliorato, un core basato su architettura ARM, supporto per l'alta definizione e un sistema avanzato di gestione dei consumi.

[modifica] Caratteristiche generali

I processori Tegra sono dei System-on-a-chip (SoC) dalle dimensioni molto contenute (il primo esponente è più piccolo di una moneta da 10 centesimi), ovvero contengono all'interno di un unico package sia la CPU sia la circuiteria tipica dei chipset e i controller di I/O e della RAM.

L'architettura Tegra è di tipo "eterogeneo"; essa infatti è formata da più processori, ognuno ottimizzato per uno specifico ambito di impiego, e tra questi si possono citare:

  • CPU basata sulla nota architettura ARM
  • Processore video HD
  • Processore di immagine
  • Processore audio
  • GPU derivata dalla famiglia GeForce e caratterizzata da un bassissimo livello di consumo

[modifica] Caratteristiche tecniche specifiche di ciascun modello

[modifica] Tegra APX

Tegra APX 2500

il primo System-on-chip sviluppato da NVIDIA unendo un core di elaborazione basato sull'architettura ARM11 (sebbene non ne sia stato dichiarato il clock di funzionamento) e un controller per la memoria RAM di tipo DDR a 16 bit e 32 bit e memoria NAND Flash. Oltre a queste unità, la CPU integra al suo interno anche un processore destinato alla gestione dei flussi audio/video e in grado di gestire sia la codifica che la decodifica del formato H.264 fino alla risoluzione 720p e la sola decodifica dei formati VC-1 e WMV9; per quanto riguarda il supporto ai formati audio, viene supportata l'accelerazione hardware dei formati WMA, AAC, AMR e MP3. Il comparto grafico è derivato dalla linea GeForce ed è in grado di gestire le librerie OpenGL ES 2.0 e D3D Mobile. Tali caratteristiche, secondo NVIDIA, dovrebbero garantire un'autonomia di esercizio di circa 100 ore, qualora tale CPU venga utilizzata per la semplice riproduzione di un flusso audio in formato MP3, e 10 ore se utilizzata per la riproduzione di un flusso video ad alta definizione. Tali valori, decisamente elevati, sarebbero raggiunti anche grazie all'adozione di una specifica tecnologia di risparmio energetico, chiamata nPower.

  • Processore: ARM11 600 MHz MPCore (in origine GeForce ULV)
    • suffisso: APX (precedentemente CSX)
  • Memoria: flash NOR o NAND, Mobile DDR
  • Grapica: Processore di immagini (FWVGA 854×480 pixel)
    • Supporta videocamere fino a 12
    • Controller dell'LCD supporta una risoluzione massima di 1280×1024
  • Storage: IDE per SSD
  • Video codec: fino a 720p MPEG-4 AVC/h.264 e decodifica VC-1
  • Include il supporto GeForce ULV per OpenGL ES 2.0, Direct3D Mobile, e shader programmabili
  • Output: HDMI, VGA, video composito, S-Video, connettori jack stereo, USB
  • USB On-The-Go
Tegra APX 2600
  • Flash NAND evoluta
  • Video codec:[1]
    • 720p H.264 Codifica o decodifica di tipo base
    • 720p VC-1/WMV9 Decodifica di tipo avanzato
    • D-1 MPEG-4 Simple Profile codifica o decodifica

[modifica] Tegra 6xx

Tegra 600

si tratta in un certo senso di un "fratello minore" del modello Tegra 650, in quanto vanta le medesime caratteristiche tecniche pur avendo un core di elaborazione leggermente più lento, funzionante a 700 MHz. Altra limitazione che lo rende per certi versi simile all'APX 2500, è il supporto hardware per i flussi video, limitato al formato 720p. Date le somiglianze con il progetto APX 2500, non deve stupire che NVIDIA dichiari per questo modello un'autonomia di esercizio simile a quella del suddetto modello.

  • Mirato al segmento GPS e per installazioni nei veicoli
  • Processore: ARM11 700 MHz MPCore
  • Memoria: DDR a basso consumo (DDR-333, 166 MHz)
  • SXGA, HDMI, USB, connettore jack stereo
  • videocamea HD 720p
Tegra 650

al pari dell'APX 2500, anche il modello Tegra 650 integra al suo interno un core ARM11, ma in questo caso è stato anche specificato il clock di esercizio, pari a 800 MHz; il controller della memoria RAM invece è lo stesso del modello precedente, in grado quindi di supportare la memoria di tipo DDR. Ad aver subito un deciso miglioramento è stato invece il processore audio/video che, seppure simile al precedente, è in grado di estendere il supporto alla decodifica dei flussi video H.264 fino al formato Full-HD 1080p. Infine il comparto grafico rimane anch'esso simile a quello integrato nel modello APX 2500. Dal punto di vista dei consumi sono stati operate delle ottimizzazione dato che NVIDIA dichiara per questo modello fino a 130 ore di autonomia in riproduzione audio e fino a 30 ore di riproduzione video in alta definizione.

  • Mirato al segmento GTX o mobile e notebook
  • Processore: ARM11 800 MHz MPCore
  • DDR a basso consumo (DDR-400, 200 MHz)
  • Meno di 1 Watt envelope
  • Elaborazione avanzata di immagini HD per foto e funzioni di registrazione video HD
  • Supporto per riproduzione video 1080p a 24 immagini/s, HDMI v1.3, WSXGA+ LCD e CRT, e uscite NTSC/PAL TV
  • Supporto diretto per Wi-Fi, controller di dischi, tastiera, mouse, e altre periferiche
  • Un completo Board Support Package (BSP) per realizzare un veloce passaggio tra realizzazione ed immissione sul mercato per progetti basati su Windows Mobile

[modifica] Tegra 2

Colibri Tegra T2 computer module di Toradex, Svizzera

La seconda generazione dei SoC Tegra ha una CPU ARM Cortex-A9 dual-core (mancante però delle estensioni avanzate ARM di tipo SIMD del NEON), una GPU a consumo ultra basso (ultra low power ULP) GeForce con 4 pixel shader + 4 vertex shader,[2] un controllore di memoria a 32-bit singolo-canale con memoria o LPDDR2-600 o DDR2-667, una cache L1 a 32KB/32KB per core ed una cache condivisa L2 da 1MB.[3] Esiste anche una versione del SoC supportante la visualizzazione 3D; questo SoC usa una GPU e CPU a frequenza più alta.

Modello Tecnologia semiconduttore Set istruzioni CPU CPU GPU Tecnologia memoria Disponibilità Dispositivi che lo includono
Tegra 250 AP20H (Ventana) 40 nm ARMv7 1 GHz dual-core ARM Cortex-A9 ULP GeForce 300 MHz 32-bit a canale-singolo 300 MHz LPDDR2 (2.4 GB/sec) o 333 MHz DDR2 (2.66 GB/sec) Q1 2010 Motorola Atrix 4G, Motorola Droid X2, Motorola Photon, Samsung Galaxy R, Samsung Captivate Glide, ZTE Mimosa X, Micromax Superfone A85, T-Mobile G2X P999, Acer Iconia Tab A100, A200 and A500, LG Optimus Pad, Motorola Xoom,[4], Sony Tablet S, Dell Streak 7, ASUS Eee Pad Transformer, Dell Streak Pro,[5], Asus Slider, Toshiba Thrive tablet, T-Mobile G-Slate
Tegra 250 T20 (Harmony) 40 nm ARMv7 1 GHz dual-core ARM Cortex-A9 ULP GeForce 333 MHz 32-bit a canale-singolo 300 MHz LPDDR2 (2.4 GB/sec) o 333 MHz DDR2 (2.66 GB/sec) Q1 2010 LG Optimus X2 / LG Optimus Dual P990 / Optimus 2x SU660 (?), Avionic Design Tamonten Processor Board,[6] Exper EasyPad, Notion Ink Adam tablet, Olivetti OliPad 100, Point of View Mobii 10.1, ViewSonic G Tablet, , ViewSonic ViewPad 10s, Samsung Galaxy Tab 10.1 [4], Toshiba AC100, Toshiba Folio 100, Advent Vega, Hannspree Hannspad, Aigo n700, CompuLab Trim-Slice nettop, E-Noa Interpad, Malata Tablet Zpad, MSI 10 pollici (254 mm) tablet, Toradex Colibri Tegra 2, Lenovo IdeaPad Tablet K1, Lenovo ThinkPad Tablet, Velocity Micro Cruz Tablet L510, Zyrex Onepad SP1110, Zyrex Onepad SP1113G.
Tegra 250 3D AP25 40 nm ARMv7 1.2 GHz dual-core ARM Cortex-A9 ULP GeForce 400 MHz 32-bit a canale singolo 300 MHz LPDDR2 (2.4 GB/sec) o 333 MHz DDR2 (2.66 GB/sec) Q1 2011 Fusion Garage Grid 10[senza fonte]
Tegra 250 3D T25 40 nm ARMv7 1.2 GHz dual-core ARM Cortex-A9 ULP GeForce 400 MHz 32-bit a canale singolo 300 MHz LPDDR2 (2.4 GB/sec) o 333 MHz DDR2 (2.66 GB/sec) Q1 2011

[modifica] Tegra 3

The Tegra 3 (nome in codice "Kal-El")[7] è funzionalmente un SoC con una CPU quad-core, ma che include un quinto core "ausiliario". Mentre i primi quattro core sono Cortex-A9, il core ausiliario è prodotto con un processo in silicio a basso consumo che usa meno energia ad una frequenza di clock più bassa e non scala bene alle alte frequenze di clock; per questo motivo è limitato a 500 MHz. Vi è anche una apposita logica che permette di trasferire lo stato di esecuzione in modo veloce e trasparente tra il core ausiliario ed uno di quelli normali. L'obiettivo è avere la possibilità per un telefono mobile o un tablet, di spegnere tutti i 4 core normali e far funzionare solo il core ausiliario, usando in tal caso poca energia; questo durante la modalità di standby o altrimenti quando la CPU è sottoutilizzata. Secondo Nvidia, questo include la riproduzione della musica o perfino i contenuti video.[8] In paragone con Tegra 2, l'ARM Cortex-A9 dentro Tegra 3 ora supporta le estensioni-NEON SIMD di ARM. La GPU in Tegra 3 è un'evoluzione della GPU di Tegra 2, con il doppio di unità pixel shader (8 al posto di 4) ed una frequenza di clock più alta. La CPU può anche riprodurre video ad una risoluzione massima di 2560×1600 e supporta 1080p MPEG-4 AVC/h.264 40 Mbit/s High-Profile, VC1-AP, e decodifica video DivX 5/6.[9] Tegra 3 è stato rilasciato il 9 novembre 2011.[10]

Modello Tecnologia semiconduttore Set istruzioni CPU CPU Cache CPU GPU Tecnologia della memoria Disponibilità Dispositivi che lo usano
Tegra 3 T30L 40 nm LPG di TSMC ARMv7 1.2 GHz quad-core ARM Cortex-A9 (fino a 1.3 GHz in modalità single-core) L1: 32 KB istruzioni + 32 KB dati, L2: 1 MB 416 MHz ULP GeForce 32-bit single-channel 667 MHz DDR3 (5.34 GB/sec)[11] Q1 2012 ASUS Transformer Pad 300, Microsoft Surface, Nexus 7[12], , Acer Iconia Tab A210, WEXLER.TAB 7t, Lenovo IdeaTab A2109, Toshiba AT300 (Excite 10)[13]
Tegra 3 T30 40 nm LPG di TSMC ARMv7 1.4 GHz quad-core ARM Cortex-A9 (fino a 1.5 GHz in modalità single-core) L1: 32 KB istruzioni + 32 KB dati, L2: 1 MB 520 MHz ULP GeForce 32-bit single-channel 533 MHz LPDDR2 (4.26 GB/sec) or 750 MHz DDR3-L (6 GB/sec)[14] Q4 2011 Asus Eee Pad Transformer Prime,[15] IdeaTab K2 / LePad K2,[16] Acer Iconia Tab A510, Acer Iconia Tab A700, LG Optimus 4X HD, HTC One X, ZTE Era, ZTE PF 100, ZTE T98, Toshiba AT270, Toshiba AT300 (Excite 10), Asus Vivo Tab RT, Fuhu Inc. nabi 2 Tablet[17], Tesla Model S, Kungfu K3[18], Goophone I5, Olivetti Olipad 3[19], Lenovo IdeaPad Yoga 11[20][21], Microsoft Surface,[22]
Tegra 3 T33 40 nm LPG di TSMC ARMv7 1.6 GHz quad-core ARM Cortex-A9 (fino a 1.7 GHz in modalità single-core )[23] L1: 32 KB istruzioni + 32 KB dati, L2: 1 MB 520 MHz ULP GeForce 32-bit single-channel 800 MHz DDR3 (6.4 GB/sec)[24] Q2 2012 ASUS Transformer Pad Infinity 700 (TF700T), Fujitsu Arrows X F-10D, Ouya, HTC One X+

[modifica] Tegra 4

Tegra 4 (nome in codice "Wayne"), annunciato il 6 gennaio 2013, è un SoC con una CPU quad-core, ma include anche un quinto core di supporto a basso consumo di tipo Cortex A15 che risulta invisibile al sistema operativo, predisposto per occuparsi dei processi che vengono eseguiti in background per risparmiare energia. La migliorata GPU a 72 core prevede il supporto per DirectX 11+, OpenGL 4.X e PhysX. Viene detto che il SoC è circa 20 volte più veloce che il Tegra 2 e 6 volte il Tegra 3.[25] Al posto di un modem hardware tradizionale, il Tegra 4 include l'Nvidia i500, che è un modem realizzato in software, creato grazie all'acquisizione di Icera da parte di Nvidia, che può essere riprogrammato per supportare nuovi standard di rete. Supporta già ora LTE di Categoria 3 (100Mbps) ma sarà aggiornato per supportare la Categoria 4 (150Mbps).

Modello Tecnologia semiconduttore Set istruzioni CPU CPU Cache CPU GPU Tecnologia della memoria Disponibilità Dispositivi che lo usano
Tegra 4 28 nm HPL ARMv7 fino a 1.9 GHz quad-core ARM Cortex-A15 L1: 32 KB instruzioni + 32 KB dati, L2: 1 MB 72 core 32-bit dual-channel LPDDR3 Q1 2013 Nvidia Project Shield

[modifica] Modelli previsti

Come per Tegra 3, tutti i futuri SoC Tegra avranno nomi in codice che si riferiranno a supereroi dei fumetti. Specificamente, Superman (Kal-El), Batman (Wayne), Jean Grey (Grey), Wolverine (Logan) e Iron Man (Stark).[26]

Grey
Logan
  • Processor: Quad ARM Cortex-A15 MPCore + core ausiliario a basso consumo
  • Core della GPU migliorata
  • 28 nm[27]
  • Circa 50 volte più veloce del Tegra 2
  • Previsto il rilascio nel 2013
Stark
  • Processore: Sconosciuto ARMv8 (64-bit)
  • Core della GPU migliorata
  • Circa 75 volte più veloce del Tegra 2[28]
  • Previsto il rilascio per il 2014

[modifica] Note

  1. ^ Nvidia Tegra APX Specifications. URL consultato in data 17 febbraio 2011.
  2. ^ LG Optimus 2X & Nvidia Tegra 2 Review: The First Dual-Core Smartphone. AnandTech. URL consultato in data 12 agosto 2011.
  3. ^ NVidia Tegra 2 Product Information. NVidia. URL consultato in data 5 settembre 2011.
  4. ^ Motorola Xoom Specifications Table. Motorola Mobility, Inc, 16 febbraio 2011. URL consultato in data 16 febbraio 2011.
  5. ^ Dell Streak Pro Honeycomb tablet pictured, likely to be with us in June, Engadget, 19 May 2011
  6. ^ Avionic Design Tegra 2 (T290) Tamonten Processor Module — Product Brief. Avionic Design. URL consultato in data 25 maggio 2012.
  7. ^ http://www.androidcentral.com/nvidia-announces-tegra-3-pc-class-performance-comes-android-tablets
  8. ^ Variable SMP – A Multi-Core CPU Architecture for Low Power and High Performance. 19 settembre 2011
  9. ^ ASUS Transformer Prime introduced and examined. HEXUS.net. URL consultato in data 11 novembre 2011.
  10. ^ NVIDIA Quad-Core Tegra 3 Chip Sets New Standards of Mobile Computing Performance, Energy Efficiency. 9 novembre 2011
  11. ^ http://www.anandtech.com/show/6036/asus-transformer-pad-infinity-tf700t-review/3
  12. ^ Nexus 7 tablet hands-on. Engadget. URL consultato in data 27 giugno 2012.
  13. ^ Toshiba Excite 10 Benchmark Test. YouTube. URL consultato in data 25 novembre 2012.
  14. ^ http://www.nvidia.com/object/tegra-3-processor.html
  15. ^ Asus Eee Pad Transformer Prime (Nvidia Tegra 3 Processor; 10.1-inch display) Review. 30 dicembre 2011
  16. ^ LePad K2 performance test by GLBenchmark
  17. ^ [1]
  18. ^ [2]
  19. ^ http://www.olivetti.it/Tool/Product/Specs/view_html?idp=58&id_item=1231&t=2
  20. ^ http://techcrunch.com/2012/10/09/lenovo-introduces-the-ideapad-yoga-11-and-13-the-first-tablet-laptop-ultrabook-hybrid/
  21. ^ http://www.notebookreview.com/default.asp?newsID=6600&news=lenovo+ideapad+yoga
  22. ^ [3]
  23. ^ http://www.anandtech.com/show/6036/asus-transformer-pad-infinity-tf700t-review/3
  24. ^ http://www.anandtech.com/show/6036/asus-transformer-pad-infinity-tf700t-review/3
  25. ^ http://www.zdnet.com/nvidia-tegra-4-processor-details-leaked-7000008961/
  26. ^ Rich Trenholm. Nvidia Kal-El quad-core phone chip is faster than a speeding bullet in video. CBS Interactive Limited. URL consultato in data 2 giugno 2011.
  27. ^ Nvidia's Tegra Kal-El Will Be 40 nm, Not 28 nm. Tomshardware.com. URL consultato in data 12 agosto 2011.
  28. ^ Tegra Roadmap Revealed: Next Chip to be World’s First Quad-Core Mobile Processor. Blogs.nvidia.com. URL consultato in data 12 agosto 2011.

[modifica] Voci correlate

[modifica] Collegamenti esterni

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