nVidia Kal-El: procesor pro tablety s výkonem Core 2 Duo

0

Nvidia Kal-El = Tegra 3

O budoucích SoC od Nvidie jsme psali na konci ledna, a zdá se, že roadmapa se plní podle plánu. Na právě probíhajícím barcelonském veletrhu MWC totiž kalifornská společnost ukázala funkční vzorky čipu, který zřejmě známe pod názvem Tegra 3.

Aktualizovaná roadmapa tentokrát ukazuje výhled až do roku 2014. Nvidia má plány každý rok uvést jednu generaci, která má být vždy násobně rychlejší než ta předchozí. Nejdříve 5×. pak 2×, pak zase 5× a nakonec 2×. Smělé plány. Na lednovém CESu se objevily první telefony a tablety s dvoujádrovou Tegrou 2 (250). Ale procesory už byly dokončeny minulý rok a jednom výraznějším případě (Toshiba Folio 100) byly nasazeny do prodeje ještě před Vánocemi.

Ale už letos přijde první pětinásobně rychlejší Tegra. Kódový název Kal-El připomíná původní kryptonské jméno Clarka Kenta, vlastně Supermana. Příští rok se ukáže Wayne (Batman), pak Logan (Wolverine) a Stark (Iron Man). Pokud bych se komiksovými hrdiny inspiroval já, největšího a nejsilnějšího frajera, Kal-Ela, bych si šetřil někde na konec. Ale zpět ke křemíkům.

Nvidia Kal-El

Konkurence bude mít čtyřjádra až o rok nebo dva později

Projekt Kal-El má být prvním mobilním (myšleno ARM) čtyřjádrem na trhu. Konkurenční výrobci už mají vše na papíře, ale s hotovými procesory budou zřejmě pozadu. Pokud vezmeme v úvahu pouze silnější hráče, vzorky Qualcommu Snapdragon APQ8064 „Krait“ přijdou až příští rok, Texas Instruments budou mít vzorky OMAPu 5 v druhé polovině 2011, masová produkce by měla začít až o rok později a Samsung Aquila je očekáván na přelomu 2012/13.

Ale toto srovnání není fér, protože výše zmíněné SoC jsou už založeny na architektuře ARM Cortex-A15, jsou o jednu generaci dál. Snapdragon bude mít už tradičně vlastní pozměněný návrh jako Scorpion, OMAP 5 zase nevyužívá čtyři plnohodnotná jádra Cortex-A15, ale pouze dvě a k tomu další dvě Cortex-M4.

Naproti tomu Nvidia vytěží maximum z návrhu ARM Cortex-A9 a čtyři jádra této architektury asi uvede jako jediná. Z dostupných parametrů je ještě potvrzen 12jádrový grafický procesor s podporou stereoskopického 3D a rozlišení 2560 × 1600 px. To kvůli superjemným tabletům nebo připojeným externím monitorům.

Nvidia Kal-El

Postřehy a výkon

Prezentovaný čip Kal-El byl prý pouze 12 dnů starý a samotná firma považuje za zázrak, že se jej vůbec povedlo předvést v prototypu. Tolik k oficiálním informacím z tiskovky, teď půjdeme hlouběji. Kalifornští se totiž více rozpovídali v Barceloně, kde jsme bohužel chyběli. Anand Lal Shimpi ale na místě byl, proto využijeme jeho postřehů. A také pár zápisků z oficiálního blogu firmy.

NVbench testuje vykreslování stránek. Video ukazuje zatížení jednotlivých jader, ve špičkách jsou vytížena všechna. Takže prakticky dostanete dvojnásobný výkon. Ale musíme vzít v potaz, že ve skutečnosti vás bude více limitovat internetové připojení. NVbench vykresluje pouze titulní stránky uložené v paměti telefonu.

CoreMark provádí několik čtecích/zápisových úkolů, celočíselných a řídicích operací. Výsledkem je nicneříkající skóre, které ale lze porovnat napříč architekturami. Kal-El dosáhl vyššího bodového ohodnocení než notebookový Intel Core 2 Duo T7200 a téměř dvojnásobného oproti Tegře 2. Druhé srovnání nás nepřekvapí, ale dotáhnout se na velký x86 už je úspěch.

Jen si nemohu odpustit poznámku. Když je C2D je o něco málo pomalejší (mluvíme pouze o jediném testu), proč je v roadmapě zhruba na půl cesty mezi oběma generacemi Tegry? Pětinásobné zlepšení výkonu vzhledem k Tegře 2 chápu, protože obě generace lze porovnat se stejnými podmínkami a Nvidia přičetla k dobru lepší grafický výkon. Ale jak nastavil stejné prostředí pro C2D?

Hardwarové změny

Rozměry SoC narostou. Přibyla dvě jádra, která ale nadále sdílejí 1MB vyrovnávací paměť L2. Jenže Kal-El už nyní integruje SIMP jednotky MPE/NEON místo FPU jako u Tegry 2. Výkon v plovoucí desetinné čárce se výrazně zvýší, daní je ovšem větší plocha jádra. To bylo zřejmě důvodem, proč ještě MPE nenasadili u Tegry.

Paměťový řadič nadále zůstane jednokanálový (32b) s podporou modulů LPDDR2.

Poslední výraznější změnou je nový grafický čip GeForce ULV. Tegra 2 obsahuje osm jader (4 vertex a 4 pixel shadery). Kal-El má dostane 12 jader (stále neunifikovaných), podle Ananda možná s jiným poměrem shaderů. Moc toho nevíme, ale podle herní ukázky asi poznáte, který z tabletů používá nový čip.

Nvidia tvrdí, že AP30 (Kal-El pro smartphony) dosáhne rozměrů 14 × 14 mm, die-size okolo 80 mm¬≤. Tegra 2 má při stejném 40nm výrobním postupu 49 mm¬≤.

Video už konečně ve Full HD bez kompromisů

Osobně mě nejvíce těší akcelerace videa. Tegra 2 už sice nosila nálepku 1080p, ale zdaleka na každé video nestačí. V nejrozšířenějším formátu H.264 jste totiž omezeni datovým tokem 20 Mb/s a main profilem. To možná produkuje kamerka v telefonu, ale stažený celovečerák nebo filmový trailer si s největší pravděpodobností nepřehrajete.

Kal-El tyto bariéry prolomil a Nvidia ukázala akceleraci 50Mb/s videm v high profilu a v rozlišení 2560 × 1440 px. To znamená rezervu i pro skromnější stereoskopický film „pouze“ v 1080p. Nemůžu se dočkat domácího kina v tabletu nebo telefonu, ať už to vyrobí kdokoliv.

Počkejte do konce léta

Kal-El se má v hotových tabletech objevit na konci srpna, úspornější verze pro smartphony na konci roku. Český zástupce Nvidie prohlásil, že jsou rok až dva před konkurencí. Pokud mluví o čtyřjádrových procesorech, tak můžeme souhlasit. Jenže konkurence – zdá se – quad-core modely se stávající architekturou vynechá a rovnou budou vyvíjet ARM Cortex-A15.

A s tím Nvidia na trh také nepřijde dříve než v roce 2012 (podle roadmapy zřejmě Wayne a určitě Logan). Avšak kalifornský výrobce si přesto udělal náskok. Dvoujádrová Tegra 2 je na trhu, zatímco srovnatelný Qualcomm se teprve ohlásil v HP TouchPadu (přijde až v létě), Samsung přijde možná na jaře a OMAP 4 od Texas Instruments zřejmě také (např. v tabletu RIM Playbook). (Už to, že Tegru 2 použije ve svých produktech i Samsung o něčem svědčí.) Takže ano, Nvidia má náskok, ale v řádu měsíců. Než telefony přijdou na trh, rozdíl se ztratí. Ale o Tegře se mluví nejvíce a také jsme ji viděli asi v největším počtu zařízení.

Ale mluvit o dvouletém náskoku u budoucích procesorů, to je až příliš přehnané. Zvlášť když Nvidia srovnává jablka (Cortex-A9) a hrušky (Cortex-A15). Navíc budou vždy limitováni tím, jak rychle bude navrhovat ARM.

 


Pro budoucí generace: schválně zkusím odhadnout budoucí podobu procesorů:

Kódové jméno Rok uvedení Výkon Architektura Výrobní proces
Tegra 2 2010 Cortex-A9, 2 jádra 40nm
Kal-El 2011 Cortex-A9, 4 jádra  40nm
Wayne 2012 10× Cortex-A15, 4 jádra  32nm
Logan 2013 50× Cortex-A15, 4 jádra 28nm
Stark 2014 100× Cortex-A15, 2× 4 jádra 20nm

Počet jader se zřejmě zvyšovat nebude, až možná poslední Tegra bude octo-core. ARM ale v návrhu Cortex-A15 počítá pouze se čtyřjádry, možná tedy použijí dva procesory spojené sběrnicí jako u desktopových Intelů Kentsfield a Yorkfield (2 × 2 jádra). Výkon bude růst se zlepšováním výrobního procesu hlavně díky grafickému jádru a frekvencím. Anebo už bude mít ARM pro rok 2014 připravenu další generaci.

nVidia Kal-El: procesor pro tablety s výkonem Core 2 Duo

Ohodnoťte tento článek!