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Nvidia Tegra K1 in dettaglio: Kepler nel corpo e nell'anima

Nvidia ci ha permesso di dare uno sguardo più approfondito al SoC Tegra K1 presso il suo quartier generale a Santa Clara. Il cambiamento più importante riguarda la GPU: addio a pixel e vertex shader programmabili per fare spazio a un'architettura unificata Kepler, derivata direttamente dalle schede GeForce.

Nvidia Tegra K1 in dettaglio: Kepler nel corpo e nell'anima

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Un anno fa Tegra 4 convinceva sotto il profilo hardware, almeno sulla carta, e i dirigenti di Nvidia erano speranzosi delle prospettive del nuovo SoC. In realtà però la lista di dispositivi di un certo peso equipaggiati con il chip di Nvidia è rimasta incredibilmente corta.

Colpa della tempistica con cui Nvidia ha fornito il chip ai produttori? O della gamma di soluzioni più ampia fornita da Qualcomm? O forse è colpa dei consumi o della mancata integrazione di un modem completo? La risposta probabilmente coinvolge tutti questi fattori, ma oggi non guardiamo al passato, bensì al futuro.

Disegno stilizzato del die di Tegra K1

Nvidia ha tolto i veli al SoC Tegra K1, una piattaforma mobile che l'azienda considera decisamente migliorata e che, come tale, non ha voluto chiamare Tegra 5, segnando così una discontinuità con il passato. I dirigenti di Nvidia sono più entusiasti di quanto non lo fossero alla presentazione di Tegra 4. Sono sicuri che questo chip raccoglierà il favore dei produttori, anche se per ora tutto quello che l'azienda ha svelato riguarda la parte grafica e di imaging di Tegra K1, tralasciando la parte relativa alla comunicazione.

Quindi lasciamoci alle spalle il futuro e guardiamo cosa ci offre questa generazione. Dopotutto Tegra K1 rappresenta la prima volta in cui le architetture GeForce - desktop, professionale, portatili - e mobile convergono.

Tegra K1, ecco il nuovo SoC

Prima di analizzare i sottosistemi che sono parte del SoC Tegra K1, diamo uno sguardo d'insieme. L'azienda ha ufficializzato l'esistenza di due versioni di Tegra K1, una a 32 bit e una a 64 bit. Di quest'ultima, che vedete abbinata una GPU Kepler a due core Denver, parleremo in futuro. In questo articolo ci focalizziamo invece sulla versione a 32 bit.

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Come la soluzione di precedente generazione, Tegra K1 adotta un'architettura 4+1 che consiste di quattro core Cortex A-15 per le prestazioni e un core Cortex-A15 per preservare l'autonomia, accompagnati da 2 MB di cache L2.

La GPU è stata rinnovata totalmente e non è più composta da pixel e vertex shader programmabili, ma piuttosto dalla stessa architettura Kepler che è alla base delle ultime due generazioni di schede video GeForce, GTX 600 e GTX 700. Tegra K1 ha 192 CUDA core e dato che stiamo parlando di una differenza fondamentale rispetto al passato, non potete confrontarli con i 24 vertex shader e i 48 pixel shader di Tegra 4. L'implementazione di Kepler in Tegra K1 permette ai prodotti di supportare OpenGL ES 3.0, un'assenza evidente in Tegra 4. Il chip è compatibile anche con DirectX 11, OpenGL 4.4, OpenCL 1.1 e CUDA.

L'imaging è stata una parte centrale del debutto di Tegra 4, anche se possiamo dire di non aver ancora visto il reale potenziale dell'ISP di Nvidia. L'azienda ha fatto tuttavia alcuni passi avanti importati sotto questo aspetto con Tegra K1, aumentando il throughput di picco a 1,2 gigapixel/s - rispetto ai precedenti 350 megapixel/s - e supportando sensori grandi fino a 100 megapixel.

Le pipeline a funzione fissa di codifica e decodifica video di Tegra 4 era limitata a 2160p e 24 FPS; Tegra K1 si spinge a 2160p e 30 FPS. Laddove lo Snapdragon 805 di Qualcomm supporta la decodifica HEVC in hardware, non sappiamo se Tegra K1 faccia altrettanto - Nvidia non ne ha parlato.

Il controller display del SoC è stato migliorato. Nvidia afferma che Tegra K1 supporta lo stesso DSI 4x2, ma include anche eDP, LVDS e supporto HDMI 1.4b per gestire pannelli 4K e dispositivi esterni 4K. Tegra 4 richiedeva un chip bridge esterno DSI-to-eDP per la connettività DisplayPort.

Tegra K1 è realizzato usando il processo a 28 nanometri HPM di TSMC, come lo Snapdragon 800 di Qualcomm, che è già a bordo di molti dispositivi. Tegra 4 usava il processo a 28 nanometri HPL, una tecnologia "high-performance, low-leakage" non ideale per i SoC mobile.

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