Rynek procesorów dla urządzeń mobilnych wciąż się rozwija i to w zawrotnym tempie. Układy dwurdzeniowe jeszcze na dobre nie zadomowiły się w smartfonach, a już w najbliższym czasie pojawią się pierwsze czterordzeniowe tablety. Te szlaki jako pierwszy będzie przecierał najnowszy produkt firmy NVIDIA – Tegra3, znany również pod kryptonimem Kal-El. Mamy przyjemność zaprezentować Wam najświeższe, bardzo precyzyjne informacje zarówno na temat jego architektury, jak i możliwości, jakie ze sobą niesie.
Standardowo procesor NVIDIA Tegra 3 będzie składał się z czterech rdzeni, z których każdy to ARM Cortex A9 o częstotliwości do 1 GHz. Pracują one asynchronicznie, dzięki czemu mogą posiadać inne taktowanie, w zależności od zadania mu przydzielonego danemu rdzeniowi – znacznie obniży to zapotrzebowanie na energię. Dodatkowo Kal-El będzie wyposażony w innowacyjny system Variable Symmetric Multiprocessing (vSMP), którego kluczowym elementem jest dodatkowy, piąty rdzeń. Jego przeznaczeniem będzie obsługa urządzenia podczas uśpienia oraz wykonywanie mniej wymagających zadań, jak na przykład odtwarzanie muzyki. Pozwoli on na uzyskanie znaczących różnic w czasie działania na jednym ładowaniu.
Z przeprowadzonych badań wynika, że urządzenia mobilne przez prawie 80% czasu znajdują się właśnie w stanie uśpienia, wykonując wyłącznie niezbędne procesy. Tylko 20% czasu aktywnie korzystamy z naszych urządzeń; przeglądając Internet, sprawdzając pocztę czy też grając. Stwierdzono więc, że warto skupić się na zminimalizowaniu poboru energii właśnie podczas stanu nieaktywności. Dzięki innej technologii produkcji piąty, dodatkowy rdzeń przy częstotliwości do 500 MHz pobiera znacznie mniej mocy niż rdzenie główne i dzięki jego zastosowaniu dokonano sporej oszczędności w wykorzystaniu energii dla mniej wymagających procesów oraz zadań wykonywanych w tle.
Dzięki technologii vSMP następuje automatyczne przełączanie na cztery główne rdzenie, w wypadku gdy niezbędna jest znacznie większa moc obliczeniowa. By nie dopuścić do powstawania opóźnień, NVIDIA skróciła proces przechodzenia między procesorami do 2 ms, zupełnie nieodczuwalnych dla użytkownika. Dodatkowo specjalny algorytm sprawia, że przy wykonywaniu zadań o zróżnicowanym zaawansowaniu nie będzie dochodziło do ciągłego przełączania się między rdzeniem dodatkowym a czterema głównymi. W zależności od poziomu skomplikowania operacji do użycia będą włączane kolejne rdzenie, gwarantując niezbędną moc obliczeniową, a dzięki temu jeszcze bardziej zostanie obniżona prądożerność nadchodzącego układu. Dla przykładu zaprezentowano schemat, pokazujący obrazowo działanie tego rozwiązania:
Standardowo Android posiada obsługę wielowątkowości, jednak zakłada, że każdy rdzeń procesora pracuje jednakowo. Dlatego Kal-El został wyposażony w szereg modyfikacji jądra i specjalny system monitoringu, gwarantujący poprawne użycie piątego rdzenia – nie trzeba w żaden sposób ingerować w sam system.
NVIDIA Tegra3 zagwarantuje wydajność nieporównywalnie wyższą od obecnie wiodących procesorów dwurdzeniowych. Rezultaty osiągane w wielu benchmarkach prezentują wyniki nawet 3 razy wyższe niż w przypadku aktualnie stosowanych układów. Zapewni to możliwość jeszcze sprawniejszego przeglądania stron internetowych obszernych w różne zasoby, a także otworzy nowe możliwości przed twórcami oprogramowania. Dzięki Kal-El i innym tego typu procesorom zaawansowane aplikacje do obróbki multimediów na tabletach nie będą już stanowiły wyłącznie sfery marzeń.
Bezkompromisowa wydajność układu wpłynie też na komfort obsługi wielu zadań na raz. Każdemu z nich będzie nadawany odpowiedni priorytet i dzięki rozdzieleniu między poszczególne rdzenie ich wykonywanie stanie się sprawniejsze i będzie wymagało mniej mocy. Dla zobrazowania tego wykonano test, w którym do osiągnięcia rezultatu procesora dwurdzeniowego Kal-El potrzebował 3 razy mniejszą ilość energii. Działając na pełnej częstotliwości otrzymał wynik 2 razy wyższy, wciąż pobierając mniej energii niż procesor dwurdzeniowy. Pokazuje to potencjał drzemiący w czterordzeniowych układach.
Dla wielu największą zaletą płynącą z układu Tegra 3 jest obsługa bogatych graficznie gier. Większość silników graficznych w dzisiejszych czasach projektowanych jest z myślą o wielowątkowości. Użycie czterordzeniowego procesora pozwoli na zastosowanie dodatków, w rodzaju lepszego systemu fizyki czy też dynamicznego oświetlenia.
Ciekawie prezentuje się koncepcja generowania tekstur na bieżąco. Obecnie po pobraniu gry musimy nieraz ściągnąć też dodatkową paczkę z niezbędnymi plikami, ważącą nawet kilkaset megabajtów. Posiadając wydajność 4 rdzeni można sobie pozwolić na tworzenie tekstur podczas grania, bez strat w płynności działania. Producent dla przykładu podaje, że program o rozmiarze mniejszym niż 1 MB bez problemu sam wytworzył 300 MB grafiki, którą wykorzystał w grze. Układ graficzny NVIDIA oferujący trzy razy większą wydajność niż zastosowany w Tegra 2 umożliwi uruchamianie tytułów o jakości znanej z konsol.
Jak widać układ Kel-El prezentuje się niezwykle obiecująco i nie możemy doczekać się na test urządzenia z nim pod maską. Z pierwszych doniesień wynika, że jeszcze tej jesieni ujrzymy pierwsze tablety z NVIDIA Tegra 3, a w pierwszym kwartale 2012 na rynek zostaną wypuszczone smartfony z tym procesorem.