CPU:改良A15四核先行,“丹佛”核心能否成杀器?
在Tegra K1发布会上,NVIDIA意外地公布了两个版本的K1处理器,首先上市的是四核Cortex-A15核心版本的,今年下半年还有双核版的,虽然看起来核心数反而减少了,不过这个双核版的CPU架构将升级到64位,是NVIDIA谋划多年的“丹佛计划”的产品,对NVIDIA也是意义非凡。
四核A15核心看起来跟去年的Tegra 4并没有什么进步,但是A15架构的性能现在并不落伍,之前影响它的反倒是A15架构的功耗和发热,所以ARM一直在改善A15架构。Tegra 4处理器使用的是A15是r2p1版,而K1上的A15已经是r3p3版,是ARM公司2012年底才发布的新架构,NVIDIA宣称这是首款Cortex-A15 r3p3版的处理器。
此外,r3p3目前也是ARM公司公开的最新版A15架构,官网上有详细的r3p3文档,我们要知道的只是ARM公司不断优化A15核心的功耗,从r3p0开始增加了更多的Clock Gate(时钟栅极),以便精确控制不需要开启的电路,减少了电力消耗。
当然,r3p3版A15核心现在已经不是纸面上最新的核心了,全志公司的8核处理器据说将使用最新的r4p0版A15核心,只不过它也是个“期货”,MWC上发布了,不过上市时间还未知呢。
核心之外,K1的缓存容量也没有变化,L1的数据、指令缓存依然是32KB、32KB,L2缓存依然是共享2MB。
整体来看,Tegra K1的CPU架构跟目前的Tegra 4变化不大,依然是vSMP架构4-Plus-1设计,除了主力的四个Cortex-A15核心之外,低负载下开启的第五个核心也是Cortex-A15,频率最高为1GHz左右,平时多在500MHz运行,足以胜任一般负载下的各种CPU应用。
制程工艺升级:28nm HPM来临
除了架构级的微调,Tegra K1的A15核心还有新的变化,核心频率从之前最高1.9GHz提高到了2.3GHz(而且不是通过单一核心加速方式实现的,所有核心频率都可达2.3GHz的最高频率),这主要归功于它使用的28nm HPM工艺了。
此前Tegra 4上使用的是TSMC 28nm HPL工艺,Tegra K1则用上了28nm HPM工艺,虽然两种工艺都是HP(High Performance)高性能级别的,不过HPL工艺追求的还是低功耗,HPM则是专为高性能移动处理器打造。
TSMC几种不同28nm工艺的区别,HPM的电流比HPL更低
从TSMC提供的数据来看,28nm HPL工艺的Core VCC电压是1.0V,HPM只有0.9V,这不是减少10%的关系,电子电路的功耗跟电压的平方成正比,HPM的0.9V电压在功耗上相当于1.0V的HPL的81%,这样算起来仅制程工艺升级,带来的节能效果就有20%左右,反过来说,如果放宽功耗限制,那么处理器的性能也有20%左右的提升。
最高频率从1.9GHz提高到2.3GHz,带来的性能提升大约是21%,再加上其他的优化,NVIDIA宣称同功耗下,Tegra K1的CPU性能比Tegra 4提升40%,而同样的性能下,Tegra K1的功耗比T4减少了45%,在处理器架构没什么升级的情况下,这两个数据还是很惊人的。
使用1.8GHz频率Tegra 4处理器的小米3在CPU性能上要落后于2.2GHz的骁龙800
Tegra K1的CPU性能到底处于什么等级?现在还不好说,但在工艺及频率上的相似性很容易让人联想到目前最红的处理器——骁龙800,后者是最早使用28nm HPM工艺的移动处理器之一,CPU最高频率也是2.3GHz,此前的测试中使用1.8GHz频率Tegra 4处理器的小米3手机在跑分上要略微落后于2.2GHz的骁龙800。
此外,包括最新的骁龙801在内,高通只是提高了处理器频率,架构没有升级,8974AC最高可达2.46GHz,但是现在的情况不一样了,Tegra K1的最高频率也上到2.3GHz了,跟骁龙800站在了同一个起跑线上,预计Tegra K1处理器在CPU性能上不会低于骁龙800。
对于CPU功耗,NVIDIA应该从Tegra 4上学到了不少经验,ARM的核心优化、制程工艺的升级以及NVIDIA的节能设计三管齐下,Tegra K1理应不会再出Tegra 4处理器的高功耗问题了。
64位丹佛核心:NVIDIA的大杀器要来了吗?
相比四核Cortex-A15核心的K1,双核64位版的Trgra K1更加神秘,它与NVIDIA进行了多年的“丹佛计划”息息相关——NVIDIA目前使用的都是ARM的处理器授权,其处理器核心都是ARM设计好的,而丹佛计划的目的之一是使用64位的ARMv8指令集推出自己设计的ARM兼容架构,并与NVIDIA自己家的GPU核心融为一体。
此外,有关丹佛计划还有一个更惊人的传闻,那就是NVIDIA准备用模拟的方式兼容他们一直觊觎的X86处理器,此前擅长这种做法的就是全美达公司,后来全美达被收购了,NVIDIA雇佣了不少全美达的工程师,前两年不断有传闻称NVIDIA在开发X86兼容处理器,只不过这事最终不了了之,在跟Intel达成反垄断和解、拿到一大笔补偿金之后NVIDIA恐怕已经放弃了X86野心。
在去年苹果首发64位ARM处理器之后,业界普遍猜测今年会有更多的安卓阵营公司推出64位ARM处理器,但是现在来看,包括三星、高通、NVIDAIA在内的公司对64位还是有点乐观了,MWC上发布的旗舰手机使用的多数还是32位处理器,各厂商的64位处理器还不到上市的时候,今年下半年能问世就不错了。
对于NVIDIA的丹佛核心,我们只能从官方公布的几个参数来看一下:64位双核,7-Way超标量设计(四核Cortex-A15的是3-Way超标量),最高频率为2.5GHz(苹果的A7是1.3-1.4GHz),L1缓存翻倍了,从32KB+32KB变成了128KB+64KB。不过最重要的是,这个64位双核版的Tegra K1跟四核A15版的K1是针脚兼容的
NVIDIA的64位丹佛核心离我们还远,但是对NVIDIA来说它就是一个大杀器,一旦丹佛核心成熟,他们就可以跟高通一样开发自己的CPU核心和GPU核心,对功耗、性能的掌控也会更好,再加上NVIDIA在GPU上的优势,不论是图形性能还是CPU、GPU之间的异构运算,他们都会更加得心应手。
游客 2015-10-26 13:49
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超能网友研究生 2014-03-06 18:02 | 加入黑名单
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游客 2014-03-06 09:32
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游客 2014-03-05 11:47
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超能网友终极杀人王 2014-03-05 09:11 | 加入黑名单
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超能网友编辑 2014-03-04 14:56 | 加入黑名单
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游客 2014-01-09 08:55
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游客 2014-01-06 16:39
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