Nvidia Tegra 2 – сърцето на новите таблети

Всеки знае, че до края на годината на пазара ще се появят десетки нови таблетни компютри, като почти всеки производител вече е заявил участието си в новата надпревара. За тяхно съжаление обаче, те не са първите, предложили на потребителите модернизирана версия на тази много стара идея, която до скоро никой не беше развил.

Със сигурност няма да има учудени от факта, че Apple е компанията, която първа се сети да “разтегне” дизайна на своя iPod Touch и да натрупа тонове пари от нещо, което съвсем не е толкова иновативно, но малко по малко успя омагьоса милиони хора по цял свят. Когато на 27 януари 2010 Стив Джобс излезе на сцената в Yerba Buena центърът в Сан Франциско и каза, че това, което държи е едно магическо устройство, никой не му повярва, а всички бяха разочаровани – за по-малко от три месеца обаче iPad се продаде в 3 милиона броя. Този резултат нямаше как да не включи алармите на всички останали компании, които все още не бяха направили своите таблетни прототипи. Тези, които бяха пък, трескаво изоставиха идеята за “Убиец на iPhone” и започнаха да мислят “Убиец на iPad”.

От опита досега е ясно, че за да “убиеш” продукт на Apple не е нужна само малко по-висока функционалност. Нужно е нещо много повече, нещо ново и иновативно, нещо, което се разграничава драстично с това, което сме виждали досега. 20 дни преди официалното представяне на iPad, Nvidia съобщиха на целия свят, че вече разработват устройство от ново поколение, което ще превъзхожда по производителност машината на Apple. Става дума за така нареченият SoC (System on Chip) – Система върху чип, който събира всичко нужно за работата на един компютър върху платка голяма колкото стотинка. Въпросното поколение се нарича Nvidia Tegra 2 и е очакваният наследник на предишните две успешни серии Tegra 6xx (за съжаление обаче не успяха да се разпространят достатъчно). От анонса досега не сме успяли да видим нищо, кой знае колко интригуващо, освен няколко прототипа и редица концептуални снимки от водещите производители. Сега обаче изглежда сме на прага на порой от таблети, защото почти всички компании са готови с разработките си. Това ни даде знак, че е време да ви запознаем с Tegra 2 и да разгледаме подробно какво предлага тя и с какво ще се отличават машините, които очакваме съвсем скоро.

Nvidia Tegra

За да ви въведем в конструкцията на Tegra 2, трябва да ви запознаем с дизайна на оригиналната Tegra. Тя разполага със 7 процесора, главният от които е ARM 11. За времето си той беше сравнително добър, но не достатъчно бърз. ARM 11 се използва още в iPhone телефоните, но в третата генерация (3GS) беше сменен с по-бързия Cortex A8. След това Apple започнаха да използват собствен A4 процесор, който всъщност е подобрена от Intrinsity версия на едноядрен Cortex A8, комбиниран с PowerVR SGX 535 графичен процесор (45 nm). Това създаде още един конкурент на Apple – Nvidia, които и без това вече бяха в партньорство с Microsoft, предлагайки им хардуер за ZuneHD.

На риторичния въпрос – “Ще видим ли следващия iPad с Tegra 2?”, Йенсен Хуанг (изпълнителен директор на Nvidia) отговаря – “Ще видите Tegra 2 интегрирана в много от идващите таблети, но не и в скъпи устройства като iPad”.

Сега целта на всички е да “отстрелят” Apple с новото оръжие на Nvidia. Дали това ще се случи все още не е ясно, но Tegra 2 наистина има какво да ни предложи. Като цяло, идеята на SoC продукта на Nvidia може да се изрази в няколко основни точки:
Удобство при интеграция в ултра мобилни устройства, ниско тегло и малки размери
Дълъг живот на батерията
Висока 3D производителност, предлагаща добри условия за последните триизмерни игри
Високо качество на звука и възпроизвеждане на кристално видео

Tegra 2 пък превъзхожда значително предишната си генерация по отношение както на размерите, така и на производителността – по данни на производителя ще можем да усетим ускорение с до 400%. Това не е много учудващо, имайки в предвид, че дизайна на ARM11 е от 2003 година, но доброто впечатление идва от сравненията с другите предложения на пазара, които ще разгледаме малко по-късно.

Ето и схемата на Nvidia Tegra 2:

Както виждате от схемата, системата се базира на 8 отделни процесора. Тук ще изясним работата на всеки един от тях, описвайки какви точно са му задачите в комплексния чип. Най-важните два процесора се намират горе вляво…

Двойката ARM Cortex A9

Те работят на честота до 1 Ghz, но според ARM, в близко бъдеще тя може да бъде увеличена до 2 Ghz, благодарение на 40-нанометровия производствен процес на TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd.). По-късно пък по план дизайнът ще се развие с още по-високи характеристики.
Прогресът обаче не е само в тактовата честота. Според ARM, A8 може да се справи с до 2 DMIPS (Dhrystone милиона инструкции в секунда) за мегахерц, докато при A9 те са 2.5. Чипът ще притежава и до около 512 КВ споделена кеш памет, а двуядрената структура със сигурност ще увеличи много производителността. Тук е мястото да отбележим, че Nvidia са първите в света, които правят двуядрен процесор за мобилни устройства от този тип. Те са снабдени със SMP (Symetric Multi-Processing) – технология осигуряваща паралелната работа между двете ARM Cortex A9 ядра, чрез която получаваме по-бързо зареждане на Web страниците, бързо рендериране и ускорена работа с операционната система.
Чрез динамичните волтаж и честота пък е възможна максимална ефективност в енергийното потребление. Например – когато даден сайт се зареди, процесора се изключва и по този начин пестим много повече от живота на батерията. Това може да се случи дори и при Flash сайтове, защото анимациите се поемат от видеокартата, за която ще стане дума малко по-късно.

За да ви стане ясно какво точно е постижението в производителността на новия A9, в следното видео може да видите сравнение между 1.6-гигахерцов Intel Atom (отляво) и 500-мегахерцов Cortex A9  (отдясно):

Image Processor

Този процесор се грижи за възможността на ултра портативното устройство за снимане на видео и снимки с резолюция до 12 мегапиксела и 30 кадъра в секунда. ISP-то (Image Signal Processor) може да се справи и с визуализация на ефекти в реално време като автоматичен баланс на белия цвят, омекотяване на картината, намаляване на шума.

HD Video Decode Processor

Декодиращият видео процесор се използва за декодиране на видео от файлове върху собствената памет или директно от Интернет. Над 80% от сайтовете днес включват видео – HD Video Decode процесорът може да се справи с H.264, Sorenson и VP6-E. Резултатът, който се постига е безпроблемен плейбек на дори 1080p Full HD видео при консумация на само 400 mW енергия.

ARM 7

За да се избегне използването на мощният Cortex A9, по-лесните задачи ще се обработват от ARM 7 процесорът. Той се грижи главно за системните задачи и вътрешната организация, включително наредбите за пестене на енергия.

HD Video Encode Processor

Този процесор се използва за приемане на данните от вграден HD видео сензор със скорост до 30 кадъра в секунда. Информацията може да се записва локално или да се предава на живо в Интернет. Комбинацията с декодиращият процесор позволява безпроблемни видео конференции с високо качество на картината.

Аудио процесор

За да създаде наистина добър аудио процесор върху своя SoC, през 2007 година Nvidia закупи PortalPlayer срещу сумата от 350 милиона долара. PortalPlayer осигуряваха аудио декодирането на първите пет генерации Apple iPod, а сега се грижат за основите на звуковия процесор в Tegra 2. Една от забележимите черти на този процесор е ниската консумация от 30 mW при плейбек на 128 Kbps MP3 файлове.

GeForce Graphics процесор

Ключа към чудесната производителност в игрите на Tegra 2 е в последния процесор от схемата. Макар да не се издава много информация за него, ни е ясно, че той може да се справи с рендерирането на Quake 3 с резолюция 1024 х 600 пиксела и 60 кадъра в секунда, изисквайки от батерията само няколко стотин миливата. Unreal енджинът (вижте клипът отдолу) също не е проблем за Nvidia Tegra платформата, а Flash анимации на цял екран могат да бъдат рендерирани, използвайки само 150 mW. Основната идея, заложена в този процесор е пестенето на енергия и като че ли Nvidia са се справили чудесно с това.

Очаквано време за живот на батериите:

Време на готовност (Stand By) с изключен дисплей и Wi-Fi – 2000 часа
Слушане на MP3 музика (128 Kbps) – 140 часа
HD видео възпроизвеждане върху дисплеят на устройството – 8 часа
HD видео възпроизвеждане върху външен дисплей – 16 часа

Ето и малко сравнение как стоят тези данни, поставени до резултатите при Intel Atom и Qualcomm Snapdragon:

Сред устройствата, които ще се продават масово, използвайки новата Tegra са:
- Toshiba AC100 смартбук
- Google таблет
- MSI WindPad
- ASUS EeePad

Заключение:
Много компании вече имат прототипи и разработки на таблети с Nvidia Tegra 2. Чипът изглежда ще се превърне в голям хит, при това в най-скоро време. Това разбира се е много радостна новина, тъй като най-накрая Apple ще се сдобият с достойни конкуренти, които ще дадат всичко от себе си, за да завладеят колкото се може по-голяма част от пазара. Очакванията ни са големи и се надяваме Nvidia да покажат защо толкова дълги години са на върха, когато става дума за хардуер с високи графични възможности.

Надявам се да съм бил максимално полезен за вас, а ако имате допълнителни въпроси и коментари, ще се постарая да отговоря на всички. С пожелания за дълга и безаварийна работа!

Поздрави от мен Симеон Николов и от целия екип на Laptop.bg!

Още по темата:

1. Nvidia са убедени в успеха на Tegra 2 на пазара на Android таблети
   Директорът на Nvidia Джен-Хсун Хуанг е сигурен, че продуктът на неговата компания Tegra 2 ще подобри Android таблетите като цяло. Освен това той твърди, че...
2. Nvidia Tegra 2 ще излезе догодина
   Популярният SoC („Компютър върху чип“) Nvidia Tegra очаква своя наследник, който ще излезе през идната 2010 година. В момента той е базиран на ARM 11...
3. Nvidia ще представи Tegra 2 на CES 2010
   Посетителите на едно от най-големите технологични изложения в света – CES 2010, ще станат свидетели на представянето на новата платформа на Nvidia – Tegra 2....