Szerzők: Bodnár Ádám, Gálffy Csaba

2011. február 16. 17:43

Nagyot dobbantott az NVIDIA, nyárra itt a Tegra 3

Négy mag, tizenkét futószalagos GPU, ötszörös teljesítmény-növekedés a Tegra 2-höz képest. Ezt ígéri az NVIDIA legújabb rendszerlapkája, a mindössze 12 napos Tegra 3. Az amerikai cég a termékfejlesztés gyorsítására játszik, négy éven belül megszázszorozná a mai generáció teljesítményét.

Még csak néhány hónapja vált komoly szereplővé a mobilos rendszerchipek piacán az NVIDIA, máris olyan terméktervet jelentett be, amitől a versenytársak igazgatói hetekig nem fognak jól aludni. A videochipjeivel nevet szerző gyártó évente új lapkát ígér, 2014 elejére pedig egyenesen megszázszorozná a Tegra 2 teljesítményét.

Az ARM utasításkészlet-architektúrára épülő chipek piacán igen nagy a tülekedés, és az NVIDIA viszonylag új szereplőnek számít itt az olyanok mellett mint a Qualcomm, a Texas Instruments, a Samsung, a Broadcom, a Marvell, a Renesas vagy az ST-Ericsson. Az azonban nem mondható el az NVIDIA-ról, hogy súlytalan szereplő lenne, a januári CES-en és a héten zajló MWC-n csak úgy záporoztak a Tegra 2-re épülő okostelefonok, tabletek, mégpedig a legnagyobb gyártóktól. A Tegra 2 jelentőségét jól mutatja, hogy még a saját ARM-alapú chipeket fejlesztő és házon belül gyártó Samsung is ezt favorizálta a Galaxy Tab 10.1-ben valamelyik saját terméke ellenében.

Tegra 3, a szörny

Hogy a cég fenyegetőzése nem alaptalan, a most bemutatott Kal-El kódnevű Tegra 3 is igazolja. A négymagos processzor és a 12 feldolgozóegységes GPU integrációjával kapott lapka első mintadarabja mindössze 12 napja jött ki a gyárból, de már probléma nélkül futtatja az Androidot, a játékok és a nagyon magas bitrátájú HD-filmek is gond nélkül mennek rajta. Termékminta fázisban lévő rendszerlapkánál ez rendkívüli teljesítmény, az NVIDIA úgy tűnik nagy sikerrel ültette át a videokártyák terén - keservesen - megtanult leckéket erre a területre, és a TSMC 40 nanométeres gyártástechnológia is nagyon érett már.

Az első stepping sikere még az NVIDIA-t is meglepte, a zöldek ugyanis még január végén a CES-en is egy köztes terméket terveztek a két Tegra-generáció közé, mivel azonban a Tegra 3 ennyire gyorsan piacra kerülhet, a tavaszra ígért, Tegra 2 3D névre keresztelt chipet egyáltalán nem is fogják gyártani. A Tegra 3 óriási, 14x14 milliméteres lapka, a szilícium mérete pedig 80 négyzetmilliméter - összehasonlításképpen egy 45 nanométeres, kétmagos Core 2 Duo processzor ("Penryn") 107 négyzetmilliméter területű.

A Kal-El kódnevű Tegra sokban hasonlít az elődjéhez, az ARM-től licencelt Cortex-A9 magok például gyakorlatilag változatlanok, 64 kilobájtos elsőszintű gyorsítótárat tartalmaznak és egy 1 megabájt megosztott másodszintű cache mögött ülnek. Az egyetlen jelentős különbség, hogy az NVIDIA ezúttal megállapodott az MPE (Media Processing Engine) nevű hardveres gyorsító licenceléséről is, így minden magnak része egy ilyen egység is. A közeljövőben érkező chipek közül csak a Texas Instruments kétmagos OMAP 4 chipje tartalmazza ezt a megoldást, bár valószínűleg más ARM-alapú processzorokban is fel fog tűnni idővel.

Az integrált memóriavezérlő is maradt ugyanaz a 32 bites LPDDR2 egység, az NVIDIA szerint még négy mag sem képes kiaknázni teljesen az általa biztosított 17 GBps sávszélességet, főleg, hogy az architektúra finomításával és 1066 MHz-es memóriamodulok felhasználásával a gyakorlati sávszélesség megduplázódott a Tegra 2-höz képest.

Mielőtt bárki négymagos processzort tenne mobiltelefonba vagy táblagépbe, előbb minden bizonnyal a fogyasztásra kérdez rá. Az NVIDIA magabiztosan válaszolja, hogy ugyanolyan munkavégzés alatt a Kal-El sem fogyaszt többet, mint a Tegra 2, ha azonban mind a négy magot maximálisan leterheljük, azért erősen megugrik a disszipáció. A magok számának megduplázása azonban még így is segítheti az energiahatékonyságot, a munka elvégeztével ugyanis a magok sokkal hamarabb le tudnak kapcsolni, mint a lassabb egységek, így az NVIDIA szerint ugyanaz a feladat kevesebb energiafelhasználással fut le a Tegra 3-on mint az elődjén.

A szuperhősök

A történetnek a Kal-El azonban csak az első fejezete, 2014 elejéig minden évben új generációt ígér a cég, felváltva ötszörös és kétszeres teljesítménynövekedést előrejelezve generációváltásonként. A Kal-El a Tegra 2-höz képest ötször gyorsabb lesz, ígéri az NVIDIA, a Wayne ezt fogja megduplázni, majd a Logan jön ötszörös növekedéssel, végül a közzétett roadmap végén a Stark elméletileg a Tegra 2 teljesítményének százszorosával fog rendelkezni. Ugyan ezeket a kijelentéseket illik hatalmas szkepticizmussal kezelni, a lapkagyártó cég lendületéből ítélve nem teljesen légbőlkapott számok ezek.

A rivális mobilprocesszor-gyártókat kifejezetten kellemetlenül érintheti, hogy az NVIDIA követ, sőt sziklát dobott az ARM rendszerchipek állóvizébe. A Samsung már a Tegra 2-től zavarba jött, a Tab 10.1-be is inkább ezt a lapkát tette, mint saját Exynos chipjét, a Qualcomm és a Texas instuments pedig csak jövő év elejére ígéri következő generációs processzorát - azonban mindkettő kétmagos. A gyártókat így választás elé állítja az NVIDIA lendülete: vagy felveszik a tempót és fejlesztési versenybe kezdenek, vagy feladják és átengedik a piacot. Az előbbi forgatókönyv esetében azonban szembe kell nézniük azzal, hogy az NVIDIA a hatalmas méretű, több milliárd tranzisztort tartalmazó komplex chipekkel már rengeteg tapasztalatot szerzett, ezen a területen ilyen mennyiségű tudással ezek a versenytársak egyszerűen nem rendelkeznek.

Mire a felhajtás?

A piac láthatóan szomjazza a minél nagyobb teljesítményű, mégis alacsony fogyasztású ultramobil chipeket. A Strategy Analytics adatai szerint a tavaly piacra került androidos okostelefonok közel fele legalább 1 GHz-es processzort tartalmazott, a teljesítmény további növelésének pedig kézenfekvő módja további magok hozzáadása. Ugyanez az elemzőcég azt jósolja, a 2011-ben eladott okostelefonok 15 százalékában lesz többmagos processzor, de 2015-re ez az arány 45 százalékra emelkedik, vagyis minden második okostelefonban legalább kettő vagy annál több maggal rendelkező chip dolgozik.

Doug Freedman, a Gleacher & Company elemzője szerint 2011-ben az NVIDIA becsült 3,6 milliárd dolláros bevételének mintegy hatodát adja a Tegrával foglalkozó divízió, amely 2006-ban alakult, amikor a cég 357 millió dollárért megvásárolta a PortalPlayer vállalatot. Az NVIDIA kifejezett célja, hogy néhány éven belül a Tegra legyen a legnagyobb üzletága, felülmúlva a GeForce-okért felelős részleget is. A piaci siker bebiztosítása érdekében pedig ugyanazt a taktikát veti be, amely a PC-kbe szánt grafikus gyorsítók terén egyszer már bevált: őrületes tempót diktál a technológiai fejlesztések terén, hogy leszakítsa magáról riválisait.

Egyszerű a magok számát növelni

Amíg a CES-en bejelentett "Project Denver", vagyis a saját ARM-magok fejlesztésével kapcsolatos erőfeszítés nem hoz gyümölcsöt, a legegyszerűbb módja a gyors előrehaladásnak a "standard" ARM-magok számának növelése, és ezáltal a teljesítmény fokozása. A kérdés az, vajon mit csinálnak majd ezek a magok? Mire lesz jó egy négymagos ultramobil chip 2012-ben?

A válasz azért nem egyértelmű, mert az okostelefonok fejlődése szempontjából mintaként tekinthető PC-ipar az elmúlt 10 év alatt, mióta x86-os chipeken belül párhuzamos feladatvégrehajtás létezik, nem tudott igazán nagyot előrelépni ezen a téren. Hiába jelent meg 2001-ben a Hyper-Threadinget támogató Pentium 4, hiába számítanak 2006 óta hétköznapinak a többmagos x86 processzorok, az  operációs rendszerek és főleg az alkalmazások továbbra sem tudnak igazán sokat profitálni a párhuzamosságból - egy-két speciális területet leszámítva mint a médiafeldolgozás vagy a renderelés.

Az NVIDIA nem a mai igényekhez szabta a Kal-Elt, hanem a jövőben, egy-két éven belül várhatóakhoz. A kaliforniai cég alighanem úgy gondolja, egyre több teljesítményigényes alkalmazás költözik majd az olyan ultramobil eszközökre mint az okostelefonok és a tabletek, akár olyanok is, amelyek futtatására ma még jellemzően PC-t vesznek igénybe az emberek. Ezekhez pedig szükség lesz a négy mag jelentette "kakaóra".

a címlapról