artykuły

Nvidia Kal-El – czterordzeniowy następca Tegry 2

Superman z czterema jądrami rdzeniami

68
20 września 2011, 22:39 Mieszko Krzykowski
Tegra 2, będąca pierwszym mobilnym procesorem dwurdzeniowym, odniosła całkiem spory sukces, po części dzięki temu, że Google wybrało Nvidię na głównego sprzętowego partnera wspomagającego powstawanie tabletów z Androidem 3.0. Nvidia znowu chce prowadzić w wyścigu na liczbę rdzeni. To pierwszeństwo ma zapewnić Kal-El, czyli pierwszy czterordzeniowy układ oparty na architekturze ARM.

Spis treści

O tym, że Kal-El (potocznie zwany Tegrą 3, choć nazwa nie została jeszcze potwierdzona) powstaje, wiadomo już od jakiegoś czasu. Pierwszy raz wspominaliśmy o tym projekcie, gdy opisywaliśmy architekturę Tegry 2. Od tamtego czasu Nvidia ujawnia coraz to nowe szczegóły jego architektury. Wiemy już, że będzie on czterordzeniowy, a układ graficzny ma mieć 12 „rdzeni” zamiast 8. Rdzenie procesora mają być oparte na architekturze Cortex A9, czyli tej samej co rdzenie Tegry 2, ale mają do nich zostać dodane wektorowe jednostki zmiennoprzecinkowe, znane jako NEON. Kontroler pamięci pozostanie jednokanałowy, co jest trochę zaskakujące, bo konkurencja już w obecnej generacji swoich układów mobilnych wykorzystuje zwiększoną przepustowość kontrolera dwukanałowego (Samsung i Texas Instruments). Dzisiaj zasłona tajemnicy została kolejny raz lekko uchylona. Nadal nie wiemy, jakie będą zegary taktujące procesora, co dokładnie oznacza „12-rdzeniowość″ układu graficznego ani kiedy dokładnie zobaczymy pierwsze urządzenia z nowym chipem Nvidii. Za to wiemy, że Kal-El będzie miał pięć rdzeni, a nie cztery.

Czy Nvidia kłamała, mówiąc, że następny procesor będzie czterordzeniowcem? Nie, ponieważ w Kal-Elu jednocześnie mogą działać jedynie cztery z tych rdzeni. Po co więc piąty rdzeń, skoro nie po to, aby zwiększyć wydajność? I tu zaczyna robić się ciekawie. Piąty rdzeń Kal-Ela jest nazywany rdzeniem towarzyszącym (ang. Companion Core – prawie jak Companion Cube ;)), a jego głównym zadaniem jest zmniejszenie poboru energii, gdy smartfon lub tablet jest w stanie spoczynku i w tle wykonuje proste zadania, takie jak sprawdzanie poczty. Po prostu gdy nie jest potrzebna maksymalna wydajność, cztery główne rdzenie są odłączane od zasilania i obsługą prostszych zadań zajmuje się rdzeń towarzyszący.

Aby zużycie prądu w sytuacjach wymagających mniejszej mocy obliczeniowej było jak najmniejsze, szybkość zegara taktującego rdzeń towarzyszący jest ograniczona do 500 MHz. Na dodatek jest on wykonywany w trochę innym procesie technologicznym niż reszta rdzeni – procesie, którego zadaniem jest maksymalne zmniejszenie poboru prądu i napięcia zasilającego w stanie spoczynku. Dlaczego nie można zrobić w ten sposób całego układu? Ponieważ ten proces nie pozwala uzyskać tak szybkich zegarów taktujących jak zwykły, przez co nie dałoby się osiągnąć 1 GHz albo byłoby to możliwe, ale przy (paradoksalnie) znacznie większym poborze energii.

W przypadku Kal-El, gdy smartfon spokojnie leży sobie na blacie, całą pracę wykonuje rdzeń towarzyszący, a reszta rdzeni jest odłączona i pobiera marginalne ilości prądu (bliskie zeru). Natomiast gdy weźmie się smartfon do ręki i zacznie przeglądać strony internetowe, to pracę przejmują główne rdzenie i tym razem to rdzeń towarzyszący jest odłączany od zasilania.

Dodatkowy rdzeń jest całkowicie niewidoczny dla systemu operacyjnego, przez co nie jest potrzebne implementowanie w jądrze systemu dodatkowych mechanizmów oszczędzania energii. Wszystkim tym zajmuje się sprzętowy zarządca układu, który na podstawie informacji dotyczących zapotrzebowania na wydajność dostarczanych przez system decyduje o tym, które rdzenie procesora powinny się tym zająć i jaki ustawić zegar. Nvidia zapewnia, że całkowite przełączenie się między rdzeniem towarzyszącym a głównymi trwa mniej niż 2 ms i jest całkowicie niezauważalne dla użytkownika. Każdy z pięciu jest w dokładnie tej samej architekturze i wszystkie znajdują się za współdzieloną pamięcią podręczną drugiego poziomu, więc nie ma problemu z zachowaniem integralności danych w momencie zmiany zapotrzebowania na wydajność.

Następnym krokiem na drodze do usprawnienia efektywności energetycznej wielordzeniowych procesorów mobilnych jest możliwość indywidualnego odłączania zasilania rdzeni procesora, gdy nie są one wykorzystywane. W Tegrze 2 od zasilania można było odłączyć poszczególne elementy układu, takie jak dekoder wideo, ale nie dało się całkowicie odciąć jednego rdzenia procesora. W Kal-Elu zasilanie wszystkich rdzeni jest w pełni niezależne, więc nie jest problemem znaczne zmniejszenie apetytu na prąd, gdy jest wykorzystywany tylko jeden. Trzeba przyznać, że wszystkie te pomysły są bardzo ciekawe, podobnie jak sposób wdrożenia. Nvidia zapowiada dużą poprawę energooszczędności nowych układów, co powinno przełożyć się na dłuższy czas działania na akumulatorze, a tego nigdy za dużo. Poza tym widać tu wyraźne przesłanie do osób, które sceptycznie podchodzą do zwiększającej się wydajności mobilnych procesorów, bo przecież nikt nie pogardzi lepszą wydajnością, której towarzyszy... zmniejszony pobór energii.

Strona:
*Konto usunięte*2011.09.20, 22:42
29#1
Znowu prawie stan przedzawałowy. Moglibyście dawać mniej szokujące tytuły, myślałem, że to test Buldożera.

Pozwę was za to.
dawidex999Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
dawidex9992011.09.20, 22:48
-10#2
Jądrami myślałem że to jakiś erotyczny test ;x
andriejjZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
andriejj2011.09.20, 22:49
23#3
Czekając na komentarz 'tytuł jak z Onetu'
loltoffikZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
loltoffik2011.09.20, 22:49
@UP
Widocznie udało się osiągnąć tytuł chwytliwy, przyciągający uwagę :E
*Konto usunięte*2011.09.20, 22:54
Heh...
No dobra, jak dla mnie to marketigowe materiały. W tej tabelce np. na końcu nie podali wartości dla Tegry2

Jak wiemy tylko Tegra2 to 40nm platforma. Jednak już nie napisali ile energii pobiera wykonany w tym samym procesie SoC o tej samej częstotliwości. Qmap4 jest co prawda taktowany 1GHz, ale 45nm.
Łatwo można tak żonglować statystykami, by pokazać, że nasze jest super uber... fakt faktem 4 rdzenie robią wrażenie przy tak niskim TDP. Jednak dane przedstawione są w taki sposób by coś ukryć.

O tyle dziwne, że nie ma dopisku 'materiały promocyjne' czy jakoś tak... bo
http://www.frazpc.pl/artykuly/918689,Wszys...ka_Tegra_3.html
http://www.fudzilla.com/processors/item/24...-kal-el-further
Dość bliźniacze arty :) Przydałoby się spojrzeć na to okiem, co marketingowcy napisali między wierszami, bądź czego nie napisali...

Arto solidny, świetny jak to zwykle PCL...
------------------
Czekamy zobaczymy. Osobiście życzę by im się nie udało, bo 'dążą do monopolu, płącą developerom (nie lubię takich praktyk), z drugiej strony to rozwiązanie wygląda świetnie.

Aż dziw, że Intel, AMD czegoś takiego nie zrobili. Zwłaszcza w laptopach, gdzie np. w trybie 'oszczędnościowym' tylko energooszczędny rdzeń by robił, większość rzeczy....
... Tylko czy MS wydałby odpowiednie jądro zdolne do obsługi takiego procesora?

W czasach architektury Pentium, aż się prosiło o coś takiego:P
ZIB2000Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
ZIB20002011.09.20, 23:09
-3#6
a prąd do góry....baterie słabe....trzeba sobie wiatrak postawić :)
strykulZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
strykul2011.09.20, 23:21
-1#7
Pomysł rewolucyjny moim zdaniem. Z jednej strony niewielkie zużycie energii, a z drugiej prawie nieograniczona (jak na możliwości smartfona) moc obliczeniowa... to coś, jak zastosowanie chmury liczącej na słabym sprzęcie :) wielki + z niecierpliwością czekam na produkcję i montaż w jakimś 4-5 calowym następcy mojej Omni Lite...
*Konto usunięte*2011.09.20, 23:25
strykul @ 2011.09.20 23:21  Post: 504721
Pomysł rewolucyjny moim zdaniem. Z jednej strony niewielkie zużycie energii, a z drugiej prawie nieograniczona (jak na możliwości smartfona) moc obliczeniowa... to coś, jak zastosowanie chmury liczącej na słabym sprzęcie :) wielki + z niecierpliwością czekam na produkcję i montaż w jakimś 4-5 calowym następcy mojej Omni Lite...


Brakuje tu technologii turbo. Bo jednak śmiem twierdzić, że właśnie w grach tegra3 może być wolniejsza. 1,2GHz Exynos vs 1GHz Tegra3, gdy aplikacja będzie 1-2 wątkowa to właśnie ten pierwszy będzie miał przewagę.
RealtZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Realt2011.09.20, 23:27
11#9
No to cyrix ma pole do popisu :>
A co do samego kal-el'a myślę że zrobi mała rewolucję na rynku mobilnych proców , tylko wątpię czy teraźniejsze baterie to wytrzymają ehhh
Pentium DZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Pentium D2011.09.20, 23:36
Duży ten news wróć art

Właśnie wszedłem na portal na 'b' a tam w newsach o Tegrze piszą. Brawa dla Pclaba nawet z igły potraficie zrobić widły.
Funkcja komentowania została wyłączona. Do dyskusji zapraszamy na forum.
1