Tegra K1

NVIDIA Tegra K1 (кодовое название — NVIDIA Logan) — пятое поколение системы на кристалле семейства NVIDIA Tegra, разработанного американской компанией NVIDIA для коммуникаторов, планшетов, смартбуков, игровых консолей и других устройств. Данный чип впервые в истории семейства использует не специальную микроархитектуру графического ускорителя для мобильных устройств, а микроархитектуру Kepler[2], которая начала применяться в видеокартах класса GeForce 600 и Tesla. Кроме того, компания впервые в семействе Tegra анонсировала переход на архитектуру ARMv8 в специальном варианте K1 с 2 ядрами NVIDIA Denver[3], хотя все предыдущие чипы Tegra использовали архитектуру ARMv7.

Tegra K1
Центральный процессор
Производство 2014 год
Производитель
Наборы инструкций ARMv7-A, ARM Thumb-2, NEON, VFPv4, LPAE
ARMv8 для ядер Denver
Число ядер 5 (4-PLUS-1)[1] для Cortex-A15
2 для NVIDIA Denver
Встроенный графический процессор GeForce 5 ULP (GK20A), 192 CUDA-ядра.
Разъём
Ядра
  • Cortex-A15
    NVIDIA Denver
Tegra 4
Tegra X1

История

Процессор

Компания анонсировала, что Tegra K1 будет выпущена в двух совместимых по выводам вариантах, использующих разные микроархитектуры процессоров:

  • основной четырёхъядерный ARMv7-процессор Cortex-A15 на частоте 2.3 ГГц с теневым ядром-компаньоном Cortex-A15 на пониженной частоте.
  • двухъядерный 64-битный ARMv8-совместимый процессор собственной реализации на частоте 2.5 ГГц.
  • измеренная независимыми исследователями, общая потребляемая мощность cистемы может доходить до 8 Ватт[4].

Микроархитектура Denver

Nvidia реализовала архитектуру ARMv8-A в собственном ядре с микроархитектурой Denver. В нём используется комбинация простого аппаратного декодера ARM-кода и технологии «Dynamic Code Optimization» программной рекомпиляции ARM-кода во внутреннюю систему команд[5][6]. Denver представляет собой суперскалярную архитектуру с широким командным словом (VLIW) без возможностей по внеочередному исполнению команд (in-order).

Характеристики Denver из Tegra K1:

  • Конвейеризованный процессор с одновременным запуском на исполнение до 7 команд
  • 128 КБ L1 кэш инструкций и 64 КБ L1 кэш данных на ядро. 2 МБ общий L2 кэш[7]
  • Denver резервирует 128 МБ оперативной памяти под кэш перекомпилированных инструкций. Этот объём скрыт от ОС.
  • Работает на частотах до 2.5 ГГц[8]

Машинный код ARM транслируется в широкие инструкции либо упрощённым аппаратным декодером, либо (для часто исполняющегося кода) путём программной эмуляции (рекомпиляции) во внутренний VLIW-формат. При рекомпиляции инструкции ARM могут быть переупорядочены или даже удалены (если они не влияли на результат), также проводятся различные оптимизации кода.[5] В целом технология рекомпиляции сходна с морфингом от Transmeta.[9]

По сравнению с традиционными out-of-order процессорами, применение программной рекомпиляции позволило создать более энергоэффективный и компактный процессор, при этом увеличив возможности по оптимизации кода. Программный оптимизатор обрабатывает до сотен инструкций, производя раскрутку циклов, переименование регистров, удаление избыточного кода, и переупорядочивая код[10].

Графический процессор
GeForce 5 ULP
Архитектура Kepler
Версии API
Версия Direct3D и шейдеров DirectX 12
Версия OpenGL OpenGL 4.5
OpenGL ES 3.1
Версия OpenCL OpenCL 1.2
GeForce 4 ULP

Обе редакции системы на чипе используют графический ускоритель, выполненный по микроархитектуре Kepler (GK20A) и обладающий 192 CUDA-ядрами в конфигурации 192:8:4 на частоте до 950 МГц и с производительностью 360 GFLOPS (FP32).

Устройства, использующие Tegra K1

Вариант с 4 ядрами ARM Cortex-A15 (ARMv7)
  • NVIDIA Jetson TK1[11] — плата для разработчиков под управлением Ubuntu 13.04
  • Lenovo ThinkVision[12] — настольный компьютер под управлением Android
  • Xiaomi MiPad[13] — планшет под управлением Android
  • Google Tango TDK[14] — планшет под управлением Android в рамках проекта Google Tango.
  • NVIDIA Shield Tablet — планшет под управлением Android
  • Acer Chromebook 13 CB5[15] — ноутбук под управлением Google Chrome OS
  • JXD Singularity S192 — игровая консоль под управлением Android.

Вариант с 2 ядрами NVIDIA Denver (ARMv8)

Поддержка операционных систем

Android 4.4.2 до 7.0

Примечания
  1. NVIDIA Tegra K1 A New Era in Mobile Computing (англ.). NVIDIA. Дата обращения: 15 марта 2015.
  2. Brad Molen, Ben Gilbert. NVIDIA announces Tegra K1 with 192 cores and Kepler architecture (англ.), Engadget (5 January 2014). Дата обращения 21 мая 2014.
  3. Sebastian Anthony. Tegra K1 64-bit Denver core analysis: Are Nvidia’s x86 efforts hidden within? (англ.). ExtremeTech (6 января 2014). Дата обращения: 21 мая 2014.
  4. Kristoffer Robin Stokke, Håkon Kvale Stensland, Carsten Griwodz, Pål Halvorsen. A High-Precision, Hybrid GPU, CPU and RAM Power Model for Generic Multimedia Workloads.
  5. Wasson, Scott. Nvidia claims Haswell-class performance for Denver CPU core (August 11, 2014). Дата обращения 14 августа 2014.
  6. "Dynamic Code Optimization and the NVIDIA Denver Processor", Nathan Tuck (NVIDIA), Colloquium on Computer Systems Seminar Series (EE380), Stanford, Mar 5, 2015
  7. Hachman, Mark Nvidia reveals PC-like performance for 'Denver' Tegra K1. PC World (August 11, 2014). Дата обращения: 19 сентября 2014.
  8. Anthony, Sebastian. Tegra K1 64-bit Denver core analysis: Are Nvidia’s x86 efforts hidden within?, ExtremeTech (January 6, 2014). Дата обращения 7 января 2014.
  9. Demerjian, Charlie What is Project Denver based on?. Semiaccurate (August 5, 2011).
  10. Lucian Armasu. Nvidia Shares More Information About Its Innovative 64-bit ARMv8-Based Denver Core (англ.), Tom's Hardware (12 August 2014). Дата обращения 15 марта 2015.
  11. Mark Harris. Jetson TK1: Mobile Embedded Supercomputer Takes CUDA Everywhere (англ.). NVIDIA (3 апреля 2014). Дата обращения: 23 мая 2014.
  12. Lenovo trots out a 4K Android-powered all-in-one, with a standalone monitor to match (англ.). Engadget (5 января 2014). Дата обращения: 23 мая 2014.
  13. Brandon Chester. Xiaomi Announces the MiPad: The First Tegra K1 Device (англ.), AnandTech (15 May 2014). Дата обращения 23 мая 2014.
  14. Google анонсировала новый планшет для разработчиков (рус.), OSZone (6 июня 2014). Дата обращения 6 июня 2014.
  15. Acer Chromebook 13 CB5 (англ.).
  16. project tango official site
  17. Google teams with LG to bring a Project Tango tablet to market in 2015 (недоступная ссылка). Дата обращения: 28 сентября 2014. Архивировано 9 октября 2014 года.
  18. Nexus 9.

Ссылки
  • Tegra K1 (англ.). NVIDIA. Дата обращения: 19 мая 2014.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.