首款四核 nVIDIA处理器详解与机型介绍

nVIDIA英伟达公司简介

    提到nVIDIA(英伟达)相信大家都不陌生，尤其是最为出名的GeForce显示卡系列，很多人的电脑中都采用了这个系列的显卡。而自从 2008年开始，英伟达公司洞悉了移动互联网的潜力，开始涉足移动芯片领域，推出了Tegra系列芯片，最为大家熟知的莫过于Tegra 2双核处理器以及新推出的Tegra 3四核处理器了。虽然得到了大家的广泛认可，同时也存在着很多争议，那么英伟达Tegra系列处理器到底怎么样呢，今天笔者就为大家做一个简单的介绍。

    nVIDIA(官方中文名称为“英伟达”)，创立于1993年1月，是一家以设计显示芯片和主板芯片组为主的半导体公司。nVIDIA亦会设计 游戏机内核，例如Xbox和PlayStation 3。nVIDIA最出名的产品线是为游戏而设的GeForce显示卡系列，为专业工作站而设的Quadro显卡系列，和用于计算机主板的nForce芯片 组系列。nVIDIA的总部设在美国加利福尼亚州的圣克拉拉。是一家无晶圆(Fabless)IC半导体设计公司。

    2008年2月，早已敏锐洞察到了移动互联网市场的潜力的nVIDIA非常令人震惊的向业界发布了旗下一款重量级跨界产品——Tegra SoC片上系统芯片。

    Tegra是一种采用片上系统设计芯片，它集成了ARM架构处理器和NVIDIA的Geforce GPU，并内置了其它功能，产品主要面向小型设备和Intel以PC为起点的x86架构相比，ARM架构的Tegra更像是以手机处理器为起点做出的发 展。它不能运行x86 PC上的Windows XP等操作系统，但在手机上应用多年的ARM架构轻量级操作系统更能适应它高速低功耗的需求。

    英伟达Tegra系列芯片发展到今天已经推出了三代产品，分别为Tegra系列、Tegra 2以及Tegra 3。其中Tegra 2为双核处理器，Tegra 3为四核处理器，英伟达的处理器芯片技术一直走在世界的前列，今天笔者针对各代芯片组分别进行一下详细的介绍。

Tegra系列芯片介绍

    2008年2月11日，NVIDIA发布了用于智能手机与PDA平台的APX 2500应用处理器。该处理器集成了一个ARM处理器和一个显示核心。这款处理器是由NVIDIA和微软联合研制，应用于使用Windows Mobile的电话中，提高Windows Mobile平台的多媒体处理能力。随后，nVIDIA发布了Tegra系列产品，Tegra的首批产品有两款，分别是Tegra 600和Tegra 650，基于ARM 11架构，APX 2500亦更名为Tegra APX 2500。集成的显示核心是基于GeForce 6，但加入对CUDA和双精度浮点运算的支持。

    Tegra APX 2500芯片的制程是65纳米，核心频率750MHz，并集成256KB的L2缓存。芯片亦内建GeForce核心，支持OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM 11 MPCore架构，其低耗电设计，使手提电话可以长时间播放音乐或高清影片。此外，它支持720p的MPEG-4与H.264/MPEG-4 AVC的解码。输出方面，它支持HDMI 1.2和双显示输出。自后推出的Tegra APX 2600在APX 2500基础上增强了对NAND闪存的支持。2009年微软推出的Zune HD中使用了Tegra APX 2600芯片。

    Tegra 600和Tegra 650两款型号，整合ARM 11 MP Core、影音处理器，Tegra 600支持720p H.264和VC-1影片解码，Tegra 650更支持1080p影片解码。该系列目前已停产。

    在第一代Tegra产品发布的时候，由于NVIDIA的经验不足，只能够专注于一种操作系统。所以，NVIDIA选择与微软合作。例如Zune HD就利用了Tegra芯片。之后，NVIDIA不再专注于一种平台。所以，第二代的Tegra已经可以支持Android。一般认为Google可以借 助NVIDIA Tegra芯片的性能，来提高Android产品的质素，使之可与苹果的产品相竞争。现在，Tegra的主要竞争对手是高通和德州仪器等芯片厂商。

Tegra 2芯片介绍

    在CES2010展会上，NVIDIA发布了全新的Tegra 2平台，这是全球首款双核处理器，将智能手机带进了双核时代，Tegra 2跳过了ARM Cortex-A8的阶段，直接采用ARM Cortex-A9核心，采用台积电的40纳米制程制造，耗电量低于之前产品，Tegra 2可实现更快Web浏览速度、更短响应时间以及更高整体性能，而且还支持高清HD视频播放和HDMI接口。

    从上图中，我们可以看到，Tegra 2集成了8个不同功用的处理器。其中两个是ARM Cortex A9核心，运作频率是1GHz。另外有一个ARM7处理器，一个音频处理器(Audio Processor)，一个影像处理器(Image Processor)，一个高清影片解码处理器(HD Video Decode Processor)，一个高清影片编码处理器(HD Vide Encode Processor)，一个图形处理器(2D/3D Graphics Processor)。由于NVIDIA在2007年收购了PortalPlayer公司，从而取得音频处理器技术。

    当中的影片编码器可以支持1080p分辨率的H.264格式影片，上一代的Tegra只支持到720p。影片解码器方面，同样支持1080p分 辨率的H.264格式影片。当Tegra 2芯片进行影像解码的时候，最高可以播放顺畅的1080p影片，且电源功耗小于400mW。图像处理器方面，芯片支持200万像素摄像头。而图像处理器支 持OpenGL ES 2.0，与上一代相同。但是频率和带宽的提升，可以使性能有2-3倍的增长。

    Tegra 2双核处理器的出现将智能手机带入了一个新的高度，智能手机将拥有更加强大的数据处理能力，不过值得注意的是，由于Tegra 2芯片并不支持Neon指令集，使得其多媒体性能存在一些问题，如不能流畅播放High Profile的1080P H264视频。目前，采用Tegra 2的智能手机主要有LG Optimus 2X以及摩托罗拉ME860等。

采用Tegra 2双核处理器的手机

    Tegra 2双核处理器的上市受到了很多手机厂商的青睐，其中以LG和摩托罗拉为主，推出了多款采用该平台的智能手机，比如：LG Optimus 2X，摩托罗拉Atrix 4G以及摩托罗拉XT882等。

    LG Optimus 2X

    LG Optimus 2X是全球首款采用双核智能手机，该机采用了1GHz主频Tegra 2双核处理器，512MB运行内存以及8GB的ROM，保证了系统的流畅运行。其他方面，LG Optimus 2X搭载一块4.0英寸IPS材质触控屏，屏幕分辨率达到了480×800像素，显示效果十分出色。此外，Optimus 2X还内置了一枚800万像素摄像头，支持自动对焦以及1080p高清视频录制，拍摄效果十分出色。系统方面，LG Optimus 2X采用了主流Android 2.3操作系统，该系统下有着丰富的软件资源可供用户下载使用。

    摩托罗拉Atrix 4G

    摩托罗拉Atrix 4G配备了一块4.0英寸显示屏，屏幕分辨率达到了540×960像素，显示效果极为出色。另外，Atrix 4G还内置了一枚500万像素摄像头，实拍效果非常令人满意。硬件方面，摩托罗拉Atrix 4G搭载一颗强悍的Tegra 2双核处理器，主频为1GHz，而它的运行内存更是达到了1GB容量，整体性能自然不必多说。值得一提的是，Atrix 4G在机身背面还内置了一个指纹识别器，可有效保护手机中的资料，这对于商务人来来说显得格外重要。

Tegra 3芯片介绍

    2011年11月9日，NVIDIA推出“全球首款移动四核处理器”代号为“Project Kal-El”的Tegra 3，同样采用台积电40nm工艺制造，四核心最高频率1.4GHz，单核最高1.5GHz，运算能力13800MIPS，是目前Tegra 2的3倍。其手机版本则可选四核或双核版本。

    Tegra 3虽然名为“四核”，但是实际上内部包含了5个CPU核心，其中一个被称为“Companion CPU core”协核心。NVIDIA将这种架构称为vSMP(可变对称多处理，Variable Symmetric Multiprocessing)。Tegra 3中的5个CPU核心均为Cortex-A9架构。不过，其中四个主要核心最高可支持1.4GHz主频。而最后一个协核心最高频率仅500MHz。

    Tegra 3采用四核主核心+1个协核心的设计的好处在于，在手机处理电话、短信、邮件等简单程序时，以及处于待机状态或系统后台运行时，四个主核心都保持关闭状 态，仅留下协核心运行。而在运行大型游戏或其他较复杂的程序时，系统会自动关闭协核心，启用频率更高的主核心。由于手机大部分时间都是处于待机状态或者应 用简单的通讯功能，一个协核心完全能够应付，所以，能够最大限度的节约能源，提高手机的续航能力。

采用Tegra 3四核处理器的手机

    在MWC2012展会上，可谓四核云集，众多国际大厂都争相发布了搭载四核处理器的手机，将智能手机带入四核时代，其中以搭载Tegra 3的手机最引人注目，比如LG Optimus 4X HD、HTC One X以及中兴Era等。

    LG Optimus 4X HD

    与Optimus 2X一样，这次LG Optimus 4X HD又中了个头彩，成为全球首款四核手机。LG Optimus 4X HD搭载了1.5GHz主频的Tegra 3四核处理器，内存组合为1GB DDR2 RAM和16GB ROM，性能相当威猛。系统方面，该机采用了Android 4.0操作系统，该系统下，拥有丰富的软件资源供用户下载使用。其他方面，该机采用了4.7英寸IPS高清触摸屏，分辨率达到了720×1280像素，这 块屏幕具有色彩还原真实，画面显示细腻等特点。同时该机还配备了130万像素前置摄像头和800万像素的主摄像头，拍照功能很强大。值得一提的是，这款手 机的厚度仅有8.9毫米，十分纤薄。

    HTC One X

    HTC One X采用了聚碳酸酯unibody机身设计，正面采用了一块4.7英寸720p高清屏幕，显示效果极为细腻。该机还配备了130万和800万像素的摄像头组 合，而去年刚刚流行的Beats Audio音效技术也加入其中。其他硬件方面，HTC One X搭载了一颗1.5GHz主频Tegra 3四核处理器，运行内存为1GB以及32GB的机身存储空间，性能十分强大。另外，该机运行Android 4.0操作系统+Sense UI 4.0界面，界面十分华丽。

    结束语：

    今天笔者为大家介绍了英伟达Tegra系列移动处理器，相信大家已经对该处理器有个更加深入的了解。英伟达在移动芯片领域一直处于领先地位，不 论是双核还是四核处理器，英伟达都领先于竞争对手，并且采用Tegra系列芯片的智能手机也越来越多，在未来的移动芯片市场中，英伟达将扮演着更加重要的 角色。