Smartphone-shootout: twee tegen vier cores

Nvidia's Tegra 3-quadcore

Een paar jaar geleden hield Nvidia zich nog uitsluitend bezig met videokaarten. In 2008 kondigde het bedrijf echter zijn eerste ARM-chip voor mobiele apparaten aan: de Tegra APX 2500. De eerste afnemer was Microsoft, dat de chip in zijn Zune HD-mediaspeler en later in de geflopte Kin-telefoons verwerkte.

De Tegra 2 bleek veel succesvoller. Dit was de eerste dualcore-soc die op het Cortex A9-ontwerp was gebaseerd, en nagenoeg alle fabrikanten die in de eerste helft van 2011 een Android-tablet uitbrachten, gebruikten deze chip. Daarnaast verscheen ook nog een handvol smartphones met de Tegra 2.

Terwijl die chips nog van de band rolden, was Nvidia alweer druk bezig met de opvolger, de Tegra 3-quadcore. In het najaar van 2011 kwam het eerste apparaat met de nieuwe chip uit: Asus' Transformer Prime. Het was Nvidia dus wederom gelukt om de eerste te zijn - quadcores van andere fabrikanten laten nog altijd op zich wachten.

Tegra 3 nader bekeken

Hoewel Tegra 3 in de praktijk een quadcore-soc genoemd wordt, zijn er feitelijk vijf processorkernen aanwezig. Naast de vier reguliere Cortex A9-kernen heeft Nvidia een vijfde core met een maximale kloksnelheid van 500MHz toegevoegd. Deze companion core wordt met een zuiniger type transistors gefabriceerd en verbruikt daardoor minder stroom dan de vier reguliere kernen. Bij taken die weinig rekenkracht vereisen, zoals het beluisteren van muziek en of het bekijken van video, is alleen deze vijfde core actief. Zo wil Nvidia het energieverbruik van de Tegra 3 binnen de perken houden.

Eén van de redenen dat Nvidia binnen relatief korte tijd een quadcore uit de grond kon stampen, is dat het Cortex A9-ontwerp opnieuw gebruikt is. De Cortex A9-kernen zijn echter niet identiek aan die van de Tegra 2: Nvidia heeft ondersteuning voor de NEON-instructieset toegevoegd, die toegespitst is op het verwerken van audio en video. Het decoderen van hd-video was de achilleshiel van Tegra 2; de chip kon streams met hoge bitrates simpelweg niet aan.

Aangezien het ontwerp van de processorkern nauwelijks gewijzigd is, moest de kloksnelheid worden opgevoerd - anders zou er alleen prestatiewinst zijn bij applicaties die alle vier de cores belasten. Bij de Tegra 3 kan een enkele kern maximaal op 1,5GHz draaien, maar in de praktijk zullen de kernen vaker op 1,4GHz draaien: dat is de maximale snelheid als ze alle vier de cores belast worden. De twee cores van de Tegra 2 hebben een topsnelheid van 1GHz.

Nvidia heeft ook de prestaties van de gpu verbeterd. De nieuwe mobiele GeForce-hardware beschikt over acht pixelshaders en vier vertexshaders. Van 'unified shaders', zoals gebruikelijk bij moderne videokaarten, is geen sprake. De gpu is volgens Nvidia drie keer krachtiger dan die in de Tegra 2, mede dankzij een hogere kloksnelheid.

Alle componenten zijn nog steeds via een single channel 32bits-geheugenbus met het werkgeheugen verbonden. Nvidia heeft wel ondersteuning voor sneller geheugen toegevoegd; lpddr2-ram kan op 1066MHz draaien, waar de Tegra 2 een plafond van 733MHz heeft. Ook is er nu ondersteuning voor low-voltage ddr3l-geheugen met een maximale klokfrequentie van 1,5GHz.

• Volgende pagina 4. Benchmarks: twee of vier cores