4+1核 Tegra 3：解開效能5倍速、還能更省電的秘密

tandee tandee 發表於 2011年11月09日 14:00

D308b8a9e38a54fd1a6e10274288c9a8 上次 NVIDIA 發表 Tegra 2 後，約莫過了近一年才有實體產品出現。這次 Tegra 3 可不會這麼龜，首款產品就是矚目度頗高的華碩 Transformer Prime，也就是變形金剛二代。內建4+1核的 Tegra 3，效能約是 Tegra 2 的5倍，意外的是，還能更省電。

4+1核不是5核心

仔細看NVIDIA的官方白皮書，可發現Tegra 3（研發代號為：Kal El）共有5個實體核心。然而這5個核心並非對等設計，其中4個為Cortex-A9架構的主要處理器，最後1個則是同架構的協同（Companion）運算處理器。

兩者差異在於使用的環境與設計，前者是以效能為主，後者則以低功耗為特色，系統會在不同的環境下選擇適合的處理器，就是Tegra 3的特色。官方將此技術命名vSMP（Variable Symmetrical Multiprocessing，譯為可變對稱式多重處理），並強調其不對等架構，非傳統四核心或是五核心設計。另外，協同運算處理器不會與主要處理器同時運作，因此Tegra 3不被歸類為五核心架構。

▲綠色的就是Tegra 3的處理器，採用Cortex-A9架構，但是功能略有不同。

▲極限效能方面約為Tegra 2的5倍，官方表示約等同Intel Core 2 Duo T7100的效能。

▲首款搭載Tegra 3的不是手機，而是華碩的平板 Transformer Prime。

效率先決的運算方式

Tegra 3的運算邏輯很簡單，就是採取「效率先決」模式，依照負載多寡決定要使用多少的核心。以平板來舉例，平時都只會使用功耗較低的協同運算處理器，即使是負載稍高的影片與音樂播放也都是使用協同運算處理器。筆者猜測，影片播放方面，可能是GPU加速的影響，使得處理器負載不需太高，用低功耗處理器也得以應付。

令人意外的是，一般印象中負載不高的瀏覽網頁，在vSMP運算邏輯裡，必須使用1個主要處理器運算。若網頁內有Flash，則會將處理器的數量提高到2個。最後，遊戲時則會使用全部的主要處理器進行運算。整體上來說，Tegra 3會依照負載多寡，利用硬體動態調整。最明顯的例子就是影片播放，從官方展示可清楚看到，從桌面開啟影片時，CPU 1負載會瞬間飆高（開啟Apps需要較高的效能），穩定後由協同處理器進行影片播放，此時CPU 1負載則降為0，協同處理器負載則逐漸提高。

▲vSMP會依照負載動態調整核心，切換時的流暢度與穩定性將是重點。

▲桌面環境下，只有協同運算處理器會運作。

▲若開啟相片，則會看到主要處理器(CPU 1)有瞬間負載，那是開啟軟體需較高效能之故。

▲播放影片時，只需要協同處理器就能搞定。(影片中的人在幹麻...)

▲若開啟網頁，協同處理器則會關閉，會以1～2個主要處理器運算。

▲遊戲時負載肯定最高，此時4個核心皆會運作。

(後面還有：為什麼 Tegra 3 有高效能，又可以大幅降低耗電量)

延伸閱讀：

HTC Edge 四核心機、Sony Ericsson Nozomi 旗艦機將出？

雙核心手機 LG Optimus 2X P990 評測

【CES 2010】Tegra 2讓平板電腦也能打電動

大家的回應

  • 渦蟲
    1.  渦蟲 （發表於 2011年11月09日 15:30） 引用回覆
    油電混和車的比喻真貼切
  • Shinwill
    2.  Shinwill （發表於 2011年11月09日 16:41） 引用回覆
    請問文中說的關閉核心，是指電流完全不流經核心嗎 ??
  • tandee
    3.  tandee （發表於 2011年11月09日 16:52） 引用回覆
    ※ 引述《Shinwill》的留言：
    > 請問文中說的關閉核心，是指電流完全不流經核心嗎 ??
    我想應該是類似休眠機制，完全關閉要喚醒速度可能會太慢
    不利於系統切換(使用時可能會頓頓的)
    肯定的是關閉核心的時候，該處理器負載為零
    主要處理器跟協同處理器，同一時間內只會有一種處理器在運作
  • 凱文克勞斯
    4.  凱文克勞斯 （發表於 2011年11月09日 17:50） 引用回覆
    做威一點會不會超過AMD阿 (⊙ˍ⊙)
    看到NV的進展只希望另一個巨人快點加加油!
  • tandee
    5.  tandee （發表於 2011年11月09日 17:51） 引用回覆
    AMD有類似的產品嗎?TEGRA的對手不是AMD阿...
  • 凱文克勞斯
    6.  凱文克勞斯 （發表於 2011年11月09日 17:52） 引用回覆
    哈 不是那個意思
    如果效能等同於Intel T7100的話
    那改變應用的領域 搞不好會有其他斬獲
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    7.  zerox （發表於 2011年11月09日 19:36） 引用回覆
    各家28nm雙核Corte-A15都還沒生出來
    NV搶先推出40nm四核Corte-A9算是賺時間差
    個人時期待明年NV 28NM的四核Corte-A15 "WAYNE"
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    8.  floyd （發表於 2011年11月09日 21:18） 引用回覆
    nv搞不好再努力拼一點 或許AMD萬年老二的位置就可能換人坐了(≧▽≦)
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    9.  ！！！ （發表於 2011年11月10日 00:19） 引用回覆
    哈哈哈影片中人在幹嘛！！！
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    10.  小明 （發表於 2011年11月11日 02:02） 引用回覆
    只有幾句話：

    等到真正支援64位元，性能贏過E-350/450再說吧。
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    11.  Jacky （發表於 2011年11月11日 14:17） 引用回覆
    我覺得作者提到功耗的說明有點問題, 應該是漏電流, 功耗調整的部分應該是調整電流.

    雖然 W = I * V, 可是很難有數位IC可以在不穩定的電壓工作, 還可以正確判斷訊號.

    以上淺見只是就所學的了解來看, 若是有誤請指教.
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    12.  lin （發表於 2011年11月11日 14:54） 引用回覆
    Intel Core 2 Duo T7100效能大概是???
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    13.  Ju （發表於 2011年11月13日 09:22） 引用回覆
    是調電壓沒錯啦...電壓決定IC能工作的frequency的
    這種調整的方式叫做DVFS (Dynamic Voltage Frequency Scaling)
    電流只是電壓的應變量而已...非自變量..

    ※ 引述《Jacky》的留言：
    > 我覺得作者提到功耗的說明有點問題, 應該是漏電流, 功耗調整的部分應該是調整電流.
    >
    > 雖然 W = I * V, 可是很難有數位IC可以在不穩定的電壓工作, 還可以正確判斷訊號.
    >
    > 以上淺見只是就所學的了解來看, 若是有誤請指教.
  • tandee
    1人給推
    14.  tandee （發表於 2011年11月14日 10:13） 引用回覆
    ※ 引述《凱文克勞斯》的留言：
    > 哈 不是那個意思
    > 如果效能等同於Intel T7100的話
    > 那改變應用的領域 搞不好會有其他斬獲
    兩者的架構不同，影響到產品的定位
    Tegra定位就是行動裝置

    ※ 引述《小明》的留言：
    > 只有幾句話：
    > 等到真正支援64位元，性能贏過E-350/450再說吧。
    只有幾句話
    第一，ARM已經有64位元指令集，即便現在不支援，未來肯定會朝這個方向走。
    第二，Tegra是ARM架構，E-350是x86架構，兩者應用領域不同，張飛打岳飛有何意義?
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    15.  BinBin （發表於 2011年12月01日 17:36） 引用回覆
    ※ 引述《tandee》的留言：
    > 第二，Tegra是ARM架構，E-350是x86架構，兩者應用領域不同，張飛打岳飛有何意義?

    但是問題是，Windows 8 可能會出現支援ARM架構與x86架構的兩種版本。到時候張飛就會和岳飛打在一起了。
  • tandee
    16.  tandee （發表於 2011年12月01日 18:00） 引用回覆
    ※ 引述《BinBin》的留言：
    > ※ 引述《tandee》的留言：
    > > 第二，Tegra是ARM架構，E-350是x86架構，兩者應用領域不同，張飛打岳飛有何意義?
    >
    > 但是問題是，Windows 8 可能會出現支援ARM架構與x86架構的兩種版本。到時候張飛就會和岳飛打在一起了。
    等Windows8出了再說
    現階段你就是不能混著用
    也沒辦法很客觀地比較

    再者，兩種處理器的應用領域跟特性不同
    硬要ARM處理器效能比X86好
    這不是很好笑嗎
    你可以看看原回應者的問題
    就會知道為什麼我會這麼回答
  • tata
    17.  tata （發表於 2011年12月01日 20:53） 引用回覆
    我在這篇文http://news.mydrivers.com/1/208/208774.htm
    看到說已達PC級別，赶超Core 2 Duo T7200
    T客邦這篇文則是說7100

    對T7200這棵CPU特別有印象是因為
    它是2006年底~2007年上旬那一個世代的筆電CPU中最強的一顆(搭945晶片組) 我當時有一台比電是這個世代的
  • tata
    18.  tata （發表於 2011年12月01日 20:54） 引用回覆
    我在這篇文http://news.mydrivers.com/1/208/208774.htm
    看到說已達PC級別，趕超Core 2 Duo T7200
    T客邦這篇文則是說7100

    對T7200這棵CPU特別有印象是因為
    它是2006年底~2007年上旬那一個世代的筆電CPU中最強的一顆(搭945晶片組) 我當時有一台比電是這個世代的
  • tandee
    19.  tandee （發表於 2011年12月01日 22:10） 引用回覆
    型號是NVIDIA在台灣TEGRA3發表會講的(印象中世界上只有台灣這場)，而且官方講這句話的時候，我也在現場，如果對方沒說錯，我沒聽錯，那就肯定是T7100。在場確定有台灣跟香港媒體，[印象中]沒有中國媒體，這篇連結的資料從哪裡來的我就不知道了。
  • Avatar
    20.  Winnerso （發表於 2012年1月08日 22:46） 引用回覆
    我覺四核有必要.
    手機也720P了
    再者, 遊戲要求也一天比一天高
    當然也一天比一天美

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