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Nvidia Tegra 4: Mit mehr Shadern an die Spitze?

Nvidia Tegra 4: Mit mehr Shadern an die Spitze?
Von , Chris Angelini

Der Tegra 3 ist zwar ein SoC für mobile Gamer, doch hinsichtlich der Grafikleistung rennt Nvidia der Konkurrenz hinterher - das soll sich mit dem Tegra 4 ändern: Wir wagen einen Blick nicht nur auf auf, sondern auch in die GPU.

Seit der Einführung des ersten Tegra-SoCs 2008 waren die Erfahrungen mit mobilen GPUs und Plattformen einer der größten Vorteile von Nvidia. Auch die engen Beziehungen mit Spieleentwicklern waren ein Segen für den Hersteller, weil Spiele immer mehr zum Mainstream und somit zu wesentlichen Anwendungen auf den mobilen Geräten wurden. Selbst mit klassischen Spielekonsolen können die ARM-Plattformen mit halten. Einige Entwickler setzen mittlerweile verstärkt auf entsprechende Spielkonsolen, für die ausgereifte Werkzeuge bereitgestellt werden um die Möglichkeiten der Hardware gezielt ausnutzen zu können - und die so zu einer immer größeren Konkurrenz der etablierten Anbieter werden.

Und auch wenn Konkurrenten wie Intel längst den auf dem ARM Cortex A9 basierenden Tegra 3 hinsichtlich des Stromverbrauchs unterbieten, dürfte Nvidia alles daran setzen mit dem Tegra 4 einen SoC zu präsentieren, der nicht nur hinsichtlich Leistung pro Quadratmillimeter glänzt, sondern auch auf Performance pro Watt hin optimiert ist. Tatsächlich hat Nvidia bereits ein Referenz-Design für Smartphones, das mit dem Tegra 4 bestückt ist und unter dem Namen Phoenix firmiert. Die beiden unten abgebildeten Boards passen in Smartphones der 5"-Klasse und können in verschiedenen Ausführungen untergebracht werden.

Bei der GPU des Tegra 4 ist bereits klar, dass (noch) keine Unified-Shader-Architektur zum Einsatz kommt. Der Hersteller deutete kürzlich an, das man die Zeit für einen solchen Umstieg noch nicht für gekommen hält. Also setzt der Grafikchip noch getrennt voneinander programmierbare Pixel- und Vertex-Shader ein. Gleichermaßen hat es Nvidia nicht geschafft, der GPU die Fähigkeit im Umgang mit OpenGL ES 3.0 zu verpassen. Ein Makel, der die Entwickler in ihrer Arbeit für die Tegra-4-Plattform allerdings nur wenig behindern dürfte.

Unterm Strich mutet die GPU des neusten Nvidia-SoCs stark nach einer Weiterentwicklung der des Tegra 3 an.


Tegra 4
Tegra 4i
Tegra 3
Vertex Processing Engines
6
3
1
Pixel Pipes
4
2
2
MADs
72
60
12
Taktfrequenz
672 MHz
660 MHz
416 /520 MHz
Fill Rate
2.68 Gpix/s
1.32 Gpix/s
1.04 Gpix/s
Speicher-Interface
2 x 32-bit
1 x 32-bit
1 x 32-bit
Speicher-Spezifikation
DDR3L-1866, LPDDR3-1866
DDR3L-1866, LPDDR3-2133DDR3-1600, LPDDR2-1066
Strukturbreite
28 nm
28 nm
40 nm


In der GPU des Tegra 3 arbeitet eine einzelne Vertex-Shader-Einheit mit insgesamt vier FP32-befähigten Kernen verbaut. Tegra 3 employs a single vertex shading unit with four FP32-capable cores. It also includes two fragment pipes, each with four cores capable of FP20 precision. The four vertex and eight pixel shaders is how we come to call Tegra 3’s GPU a 12-core design.

Im Gegensatz dazu verfügt der Tegra 4 gleich über sechs Vertex-Einheiten die mit jeweils vier "Kernen" arbeiten. Hinzu kommt ein deutlich gestiegener Takt. Bei der GPU des Tegra 3 lag diese noch bei 520 MHz, während der Grafikteil des Tegra 4 mit einer Geschwindigkeit von 672 MHz arbeitet, sodass die Performance des Vertex-Shaders insgesamt um das 7,75-fache höher liegen sollte als bei der vorherigen Generation.

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