4+1核 Tegra 3：解開效能5倍速、還能更省電的秘密

上次 發表  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 ，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，官方表示約等同的效能。

▲首款搭載Tegra 3的不是手機，而是華碩的平板 。

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)

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