Tegra

NVIDIA Tegra est un processeur tout en un (SoC), dérivé de la famille d'architecture ARM produit par NVIDIA. Il est destiné aux appareils mobiles comme des smartphones, des PDA et des MID.

Le processeur sera aussi présent dans les systèmes de navigation et de divertissement des automobiles, notamment chez Audi et le groupe Volkswagen.

Il existe actuellement comme séries de processeurs le Tegra APX 2500, Tegra 600 et Tegra 650. Avec la série 600 ciblant le marché des PDA/MID et le APX 2500 ciblant les smartphones.

Le Tegra est un « ordinateur dans un circuit » qui intègre processeur (CPU), processeur graphique (GPU), northbridge, southbridge et fonction de mémoire primaire dans un simple boîtier.

Les premiers produits grand public à utiliser le Tegra sont disponibles depuis 2009.

La Nintendo Switch et la Nintendo Switch 2 utilisent un processeur NVIDIA Tegra personnalisé.

Historique

Tegra

Le APX 2500 a été le premier annoncé le 12 février 2008 et suivi par l'annonce de la ligne de production du Tegra le 2 juin 2008.

Le 9 septembre 2008, NVIDIA et Opera Software ont annoncé qu'ils allaient produire une version du navigateur web Opera 9.5 optimisé pour le Tegra sous Windows Mobile et Windows CE.

Au Mobile World Congress 2009, NVIDIA a montré son port sur Android des pilotes Tegra.

Tegra 2

En décembre 2009, le System on Chip T20 (nommé Tegra 2) utilisant huit cœurs est annoncé.

Le 7 janvier 2010, au CES 2010, NVIDIA annonce officiellement et fait la démonstration du Tegra 2, après avoir indiqué en ligne le 3 qu'une version adaptée de Ubuntu Gnu/Linux serait disponible.

Cette deuxième génération du Soc Tegra dispose d'un CPU ARM Cortex-A9 double cœur (mais pas des extensions SIMD NEON), d'un GPU GeForce ultra low power (ULP) avec 4 pixel shaders + 4 vertex shaders, d'un contrôleur mémoire double canal utilisant soit LPDDR2-600 ou DDR2-667, et d'un cache L1 de 32 ko/32 ko par cœur ainsi qu'un cache L2 partagé de 1 Mo.

Tegra 3

Le Tegra 3, appelé Kal-El, a été officiellement annoncé le 9 novembre 2011.

Il est basé sur une architecture SMP quatre cœurs ARM Cortex-A9 cadencés à 1,3 GHz (lorsque plusieurs cœurs fonctionnent) ou à 1,4 GHz (lorsqu'un seul cœur est utilisé) secondé par un processeur compagnon (donnant donc une configuration de type 4+1) et 12 processeurs graphiques. Il peut supporter une définition d'écran allant jusqu'à 2560×1600. Le processeur Kal-El est censé être 5 fois plus rapide que le Tegra 2 tout en consommant moins d'énergie. La nouvelle version, le T33 est lui capable d'aller à 1,6 GHz (en mode multi-cœurs) ou à 1,7 GHz (en mode mono-cœur).

Tegra 4

Le Tegra 4 a été annoncé au CES 2013. Il comporte 4 cœurs de CPU de type Cortex A15 cadencés jusqu'à 1,9 GHz plus un cinquième cadencé à une fréquence inférieure et invisible à l'OS, et 72 unités de calcul graphique. il est gravé en 28 nm Low Power High-K metal Gate, et la surface du die est de 80 mm2. Contrairement à la puce Tegra 4i, le Tegra 4 n'intègre pas de modem.

NVIDIA a annoncé que le tegra 4 consomme 45 % de moins que le Tegra 3, autorisant une autonomie de 14h de lecture de vidéo HD depuis un smartphone.

Tegra 4i

Le Tegra 4i a été annoncé le 19 février 2013. Il s'agit d'une version amélioré du Tegra 3. Comme celui-ci, il est basé sur une architecture SMP quatre cœurs ARM Cortex-A9. Il s'agit par contre de cœurs Cortex-A9 r4 plus performant ayant une fréquence maximale de 2,3 GHz. La partie processeur graphique passe également de 72 cœurs à 60. Ce SoC intègre le modem 4G/LTE i500, issu du rachat de Icera. Il est capable de faire du LTE catégorie 3 (100 Mbit/s de débit), avec une mise à jour logicielle prévue en catégorie 4 (150 Mbit/s).

Tegra K1

Un prototype du Tegra K1 est présenté le 6 janvier 2014 au Consumer Electronics Show. Basé sur 4 CPU ARM Cortex-A15 MPCore à 2,3 GHz et gravé en 28 nm en utilisant la technologie 3-gates FinFET, il contient 32 ko de cache L1 et supporte jusqu'à 8 Gio de RAM DDR3. Il contient également un GPU Kepler contenant 192 cœurs CUDA supportant OpenGL ES 3.0 et DirectX 11, et pour la première fois dans un SoC ARM, OpenGL, en version 4.4. Il supporte une définition 4K Ultra HDTV et un appareil photo jusqu'à 100 MPx.

Une seconde version en 64 bits, nommée « Denver » a été aperçue sur l'outil de benchmark Antutu, réalisant un score de 56000 points environ dans une tablette (prototype) dotée d'un écran FHD (1080x1920p), 2 Go de RAM et 32 Go de ROM. Elle utiliserait 2 cœurs de type ARMv8 fonctionnant de 500 MHz à 3 000 MHz (3,0 GHz). À titre de comparaison, la puce Tegra K1 32 bits équipée de 4 cœurs Cortex A15 établit un score à 43851 sur ce même benchmark.

Tegra X1 et Tegra X1+

Le Tegra X1 a été présenté au Consumer Electric Show 2015. Le SoC (system on a chip) est gravé en 20 nm. Il est équipé du nouveau processeur quad-core ARM Cortex-A57 en big.LITTLE, couplé à un quad-core Cortex A53, le tout cadencé à 2,0 GHz. Nvidia a vraisemblablement abandonné la configuration 4+1 au profit du 4+4. Cela en fait donc théoriquement un processeur "octo-core". Physiquement, huit cœurs sont présents dans le SoC, mais ne sont jamais exploités simultanément. Pour les applications lourdes et les calculs complexes, les quatre cœurs A57 sont activés, tandis que les quatre cœurs A53 sont au repos ; et pour les petites tâches, les Cortex A53 s'activent, alors que les Cortex A57 passent en mode repos. Le résultat en pratique est un processeur quad-core, et non octo-core. Cette technique permet d'économiser de l'énergie. Il serait près de 30% plus performant que le CPU du Tegra K1 (Cortex A15 cadencé à 2,3 GHz) dans le traitement d'applications exigeantes en ressources, telles que les jeux vidéo.

Graphiquement, Nvidia a largement amélioré les performances par rapport à son prédécesseur, en équipant son nouveau SoC d'une puce graphique Maxwell avec 2 SMM, avec une nouvelle technique de traitement, permettant aux 256 cœurs CUDA de traiter les informations en FP16. La puissance de calcul se voit doublée, passant de 512 GFLOPS à 1024 GFLOPS, soit un 1 Téraflops. Le processeur peut également traiter un flux vidéo en définition 4K à 60 ips (image par seconde).

Spécifications techniques

1024 GFLOPS

16 Gpixel/s.

1350 Mtriangles/s.

16 Gtexel/s.

Le Tegra X1 est annoncé 4,7 fois plus puissant que le Tegra K1 pour une consommation quasi identique (10 W pour le X1 contre ~8 W pour le K1). Le Tegra X1 est utilisé pour la première génération de la Nvidia Shield.

Une version légèrement modifiée, le Tegra X1+ est utilisé comme SoC de la console Nintendo Switch et dans la seconde génération de la Nvidia Shield.

Spécifications

Tegra Série APX

Tegra APX 2500

Processeur : ARM11 (en) 600 MHz Processeur MPCore (Geforce ULV original)

suffixe : APX (anciennement CSX)

Mémoire : NAND flash, Mobile DDR ou NOR

Graphique : Processeur d'image FWVGA ( 854 x 480 pixels)

Support d'une caméra jusqu'à 12 Mpixels

Contrôleur LCD supportant des définitions jusqu'à 1280 x 1050 pixels

Stockage : IDE pour le SSD

Codecs vidéo : Décodage jusqu'à 720p en H.264 & VC-1

Incluant le support de l'ULV GeForce pour l'OpenGL ES 2.0, Direct3D Mobile, et des shaders programmables

Sorties : HDMI, VGA, composite, S-video, Jack Stéréo, USB

USB On-The-Go

Tegra APX 2600

Ce processeur est identique au 2500, avec en plus :

USB 2.0 ULPI

Tegra Série 6xx

Tegra 600

Ciblant le segment des GPS et automobile

650 MHz

Mémoire: DDR faible consommation (166 MHz)

SXGA, HDMI, USB, jack stéréo

Caméra HD 720p

Tegra 650

Ciblant le haut de gamme d'appareils portatifs et notebook

750 MHz

LP-DDR (200 MHz)

Enveloppe thermique de 2.5 ~ 4 watts

Traitement d'image HD pour des fonctions avancés de caméras numérique classique ou HD

Support d'affichage jusqu'à 1080p HDMI, WSXGA+ LCD et CRT, et sortie TV NTSC/PAL

Support direct du WiFi, lecteurs de disque, clavier, souris et d'autres périphériques

Un Board Support Package (BSP) complet pour une production plus rapide sur le marché pour des designs de mobiles basé sous Windows

Des spécifications plus récentes peuvent être trouvées sur https://www.nvidia.com/object/product_tegra_600_us.html

Les premiers appareils basés sur le Nvidia Tegra sont prévus d'être vendus milieu 2009. La rumeur que Microsoft va sortir un nouveau modèle de Zune contenant ce circuit durant l'année 2009.

Tegra 250

Processeur : Dual-core ARM Cortex-A9 MPCore

LPDDR2 / DDR2

Décodage vidéo H.264/VC-1/MPEG-4 1080p

Codage vidéo H.264 1080p

Notes et références

Annexes

Articles connexes

Autres processeur RISC

Loongson (MIPS compatible CPU)

Cell (dérivé de l'architecture Power).

Renesas SH7786

Liens externes

Site Internet du Tegra de NVIDIA

La foire aux questions sur le Tegra de NVIDIA

Média

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