正在阅读:开启移动四核时代 NVIDIA Tegra 3解析开启移动四核时代 NVIDIA Tegra 3解析

2011-11-16 00:20 出处:PConline原创 作者:lf5120 责任编辑:youfeilong

“协”核心助力低功耗

  从前面的介绍我们了解到,Tegra 3的协核心采用了低功耗硅工艺制造,主要的四个核心采用高速标准硅工艺制造。这两种规格的核心在功耗性能坐标图中的表现如下图所示。

Tegra 3

  采用高速工艺技术制造的晶体管在正常电压水平下会消耗很高的漏电功率而且切换速度非常快。因此,以高速工艺技术制造的CPU核心(图中的红色标识)在闲置或活动待机状态时会消耗很高的漏电功率,然而却能够在无需大幅提升工作电压的情况下以更高频率运行。

  以低功耗工艺技术制造的晶体管漏电功率很低,然而在正常电压水平时的切换速度却较慢。想要让它们更快地切换 (用于高频率运行),就必须有高于正常水平的电压。以低功耗工艺技术制造的CPU核心(图中的绿色标识)虽然漏电功耗极低,但是却需要高于正常水平的电压才能以极高的频率工作。因此,它们会消耗过多的动态功耗,而且会导致高功耗和发热量大等问题。

  Tegra 3中的5颗核心使用了上述两种硅工艺,加上架构上的优化,就即能实现高性能优化,又能实现低功耗优化。实现过程全部通过vSMP技术智能调节,由英伟达的动态电压与频率扩展以及CPU热插拔管理软件实现,不需要对操作系统进行专门的改动。

  Tegra 3的协核心拥有和主核心同样的Cortex A9架构,由于它利用低功耗工艺技术制造,所以它的功耗要比采用高速工艺技术制造的主核心要低。在Tegra 3处理器上测得的性能功耗比显示,协核心在500MHz以下工作时可实现高于主核心的每瓦特性能,因此协核心的最高频率不高于500MHz。

协核心以及CPU主核心特性
  低功耗CPU协核心 高性能CPU主核心
架构 Cortex A9 Cortex A9
工艺技术 低功耗 (LP) 普通/高速 (G)
工作频率范围 0MHz到500MHz 0MHz到最高频率

  通过结合使用高性能主核心以及低功耗协核心,可变对称多重处理技术不仅可以在活动待机状态下实现超低功耗,而且能够根据情况为这些需要高性能支持的移动应用提供峰值四核性能。二者配合工作示意图如下。

Tegra 3

  前面说到了如何切换都是由系统自己决定的,但如果自主切换时间过长而影响应用程序的载入速度使得用户体验下降就得不偿失了。为此,英伟达采用先进的电路以及逻辑单元来实现高速切换。内部模拟显示,总切换时间低于2毫秒,这种延迟用户是觉察不到的,而且,这2毫秒包括芯片内部切换核心的时间以及稳定当前工作核心的电压轨所用的时间。

  说了这么多低功耗的事儿,到底能低到哪个水准,我们来看下面的内容。

  下面第一张图是Tegra 3对比Tegra 2,可以看出,在所有场合下Tegra 3都能实现更低的功耗。(注:LP0是两种英伟达图睿设备各自的最低功耗状态。)

Tegra 3
处理器采用vSMP技术后的节能性

  不仅与自家产品相比优势明显,和竞品之间的对比Tegra 3也是完胜。

Tegra 3
与双核处理器竞争产品对比

  与双核竞品对比,Tegra 3在与对手达到相同性能状态时,功耗只有对手的一半甚至更低;而在消耗同样的功率(甚至更低时),Tegra 3的性能将是竞争对手的两倍之多。

Tegra 3
Tegra 3在四核最高性能时实现的功耗

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