Tegra è una famiglia di system-on-a-chip (SoC) sviluppata da NVIDIA per dispositivi mobili come gli smartphone e i tablet. Tegra integra una CPU (central processing unit) con architettura ARM, una unità di elaborazione grafica (graphics processing unit o GPU), northbridge, southbridge e controllore di memoria in un singolo package. Annunciata per la prima volta a metà 2008, tali processori hanno alte prestazioni di riproduzione audio e video (es: supporto per l'alta definizione) e permettono un'esperienza internet completa, con un basso consumo di corrente.
Motivi del nuovo nome commerciale È necessario premettere che il primo processore sviluppato da NVIDIA per questa categoria di dispositivi era l'"APX 2500", arrivato il 12 febbraio 2008, e il cui scopo principale era quello di offrire un buon prodotto per i dispositivi mobile in grado di collegarsi ad Internet, quindi era indirizzato soprattutto agli smartphone. Successivamente però, l'azienda si è resa conto che ormai l'accesso alla rete non è più esclusività di smartphone e PC, ma è una caratteristica anche di altri tipologie di dispositivi come ad esempio i MID, e ha deciso di registrare il nuovo nome commerciale "Tegra", presentando inoltre il primo prodotto ufficialmente appartenente alla nuova famiglia di processori, ovvero il successore dell'APX 2500, chiamato "Tegra 650" (o "CSX 650") che, sebbene annunciato per la prima volta il 3 giugno, sarà effettivamente disponibile al pubblico solo in un secondo tempo.
Tegra 650 rappresenta quindi il primo prodotto NVIDIA indirizzato ai MID e ai dispositivi portatili, sviluppato per portare Windows Mobile su questa tipologia di dispositivi; esso è dotato di caratteristiche simili a quelle dell'APX 2500, con l'aggiunta di un comparto grafico migliorato, un core basato su architettura ARM, supporto per l'alta definizione e un sistema avanzato di gestione dei consumi.
Caratteristiche generali I processori Tegra sono dei System-on-a-chip (SoC) dalle dimensioni molto contenute (il primo esponente è più piccolo di una moneta da 10 centesimi), ovvero contengono all'interno di un unico package sia la CPU sia la circuiteria tipica dei chipset e i controller di I/O e della RAM.
L'architettura Tegra è di tipo "eterogeneo"; essa infatti è formata da più processori, ognuno ottimizzato per uno specifico ambito di impiego, e tra questi si possono citare: CPU basata sulla nota architettura ARM Processore video HD Processore di immagine Processore audio GPU derivata dalla famiglia GeForce e caratterizzata da un bassissimo livello di consumo
Caratteristiche tecniche specifiche di ciascun modello Tegra APX Tegra APX 2500 il primo System-on-chip sviluppato da NVIDIA unendo un core di elaborazione basato sull'architettura ARM11 (sebbene non ne sia stato dichiarato il clock di funzionamento) e un controller per la memoria RAM di tipo DDR a 16 bit e 32 bit e memoria NAND Flash. Oltre a queste unità, la CPU integra al suo interno anche un processore destinato alla gestione dei flussi audio/video e in grado di gestire sia la codifica che la decodifica del formato H.264 fino alla risoluzione 720p e la sola decodifica dei formati VC-1 e WMV9; per quanto riguarda il supporto ai formati audio, viene supportata l'accelerazione hardware dei formati WMA, AAC, AMR e MP3. Il comparto grafico è derivato dalla linea GeForce ed è in grado di gestire le librerie OpenGL ES 2.0 e D3D Mobile. Tali caratteristiche, secondo NVIDIA, dovrebbero garantire un'autonomia di esercizio di circa 100 ore, qualora tale CPU venga utilizzata per la semplice riproduzione di un flusso audio in formato MP3, e 10 ore se utilizzata per la riproduzione di un flusso video ad alta definizione. Tali valori, decisamente elevati, sarebbero raggiunti anche grazie all'adozione di una specifica tecnologia di risparmio energetico, chiamata nPower. Processore: ARM11 600 MHz MPCore (in origine GeForce ULV) suffisso: APX (precedentemente CSX) Memoria: flash NOR o NAND, Mobile DDR Grafica: Processore di immagini (FWVGA 854×480 pixel) Supporta videocamere fino a 12 Controller dell'LCD supporta una risoluzione massima di 1280×1024 Storage: IDE per SSD Video codec: fino a 720p MPEG-4 AVC/h.264 e decodifica VC-1 Include il supporto GeForce ULV per OpenGL ES 2.0, Direct3D Mobile, e shader programmabili Output: HDMI, VGA, video composito, S-Video, connettori jack stereo, USB USB On-The-Go Tegra APX 2600 Flash NAND evoluta Video codec: 720p H.264 Codifica o decodifica di tipo base 720p VC-1/WMV9 Decodifica di tipo avanzato D-1 MPEG-4 Simple Profile codifica o decodifica
ModelloProcessoproduttivoCPUGPURAMDisponibilità Set di istruzioni Core Cache CPU Nome CoreFrequenzaFP32 Tipologia FrequenzaBus WidthBand- WidthQuantità Massima APX 2500 40nm ARMv6 1x ARM11: 600 MHz L1: 32 KB + 32 KB dati, L2: 1 MB GeForce ULP? Single-channel LPDDR?32-bit?256MB? 2009APX 26002009 Tegra 6xx Tegra 600 si tratta in un certo senso di un "fratello minore" del modello Tegra 650, in quanto vanta le medesime caratteristiche tecniche pur avendo un core di elaborazione leggermente più lento, funzionante a 700 MHz. Altra limitazione che lo rende per certi versi simile all'APX 2500, è il supporto hardware per i flussi video, limitato al formato 720p. Date le somiglianze con il progetto APX 2500, non deve stupire che NVIDIA dichiari per questo modello un'autonomia di esercizio simile a quella del suddetto modello. Mirato al segmento GPS e per installazioni nei veicoli Processore: ARM11 700 MHz MPCore Memoria: DDR a basso consumo (DDR-333, 166 MHz) SXGA, HDMI, USB, connettore jack stereo videocamea HD 720p Tegra 650 al pari dell'APX 2500, anche il modello Tegra 650 integra al suo interno un core ARM11, ma in questo caso è stato anche specificato il clock di esercizio, pari a 800 MHz; il controller della memoria RAM invece è lo stesso del modello precedente, in grado quindi di supportare la memoria di tipo DDR. Ad aver subito un deciso miglioramento è stato invece il processore audio/video che, seppure simile al precedente, è in grado di estendere il supporto alla decodifica dei flussi video H.264 fino al formato Full-HD 1080p. Infine il comparto grafico rimane anch'esso simile a quello integrato nel modello APX 2500. Dal punto di vista dei consumi sono stati operate delle ottimizzazione dato che NVIDIA dichiara per questo modello fino a 130 ore di autonomia in riproduzione audio e fino a 30 ore di riproduzione video in alta definizione. Mirato al segmento GTX o mobile e notebook Processore: ARM11 800 MHz MPCore DDR a basso consumo (DDR-400, 200 MHz) Meno di 1 Watt envelope Elaborazione avanzata di immagini HD per foto e funzioni di registrazione video HD Supporto per riproduzione video 1080p a 24 immagini/s, HDMI v1.3, WSXGA+ LCD e CRT, e uscite NTSC/PAL TV Supporto diretto per Wi-Fi, controller di dischi, tastiera, mouse, e altre periferiche Un completo Board Support Package (BSP) per realizzare un veloce passaggio tra realizzazione ed immissione sul mercato per progetti basati su Windows Mobile
ModelloProcessoproduttivoCPUGPURAMDisponibilità Set di istruzioni Core Cache CPU Nome CoreFrequenzaFP32 Tipologia FrequenzaBus WidthBand- WidthQuantità Massima 600 40nm ARMv6 1x ARM11: 700 MHz L1: 32 KB + 32 KB dati, L2: 1 MB GeForce ULP? Single-channel LPDDR166 MHz32-bit1.33GB/s256MB? 20096501x ARM11: 800 MHz200 MHz1.6GB/s2009 Tegra 2
La seconda generazione dei SoC Tegra ha una CPU ARM Cortex-A9 dual-core (mancante però delle estensioni avanzate ARM di tipo SIMD del NEON), una GPU a consumo ultra basso (ultra low power ULP) GeForce con 4 pixel shader + 4 vertex shader, un controllore di memoria a 32-bit singolo-canale con memoria o LPDDR2-600 o DDR2-667, una cache L1 a 32KB/32KB per core ed una cache condivisa L2 da 1MB. Esiste anche una versione del SoC supportante la visualizzazione 3D; questo SoC usa una GPU e CPU a frequenza più alta.
ModelloProcessoproduttivoCPUGPURAMDisponibilità Set di istruzioni Core Cache CPU Nome CoreFrequenzaFP32 Tipologia FrequenzaBus WidthBand- WidthQuantità MassimaAP20H40nm TSMCARMv72x A9: 1 GHzL1: 64 KB + 64 KB dati, L2: 1 MBGeForce ULPVLIW Vec4 8:4:4300 MHz4.8 GFlopsSingle-channel LPDDR2/DDR2300/333 MHz32-bit2.4/2.66 GB/s1GBQ1 2010T20333 MHz5.3 GFlopsAP252x A9: 1.2 GHz400 MHz6.4 GFlopsQ1 2011T25 Dispositivi che usano Tegra 2:
AP20H: Motorola Atrix 4G, Motorola Droid X2, Motorola Photon, Samsung Galaxy R, Samsung Captivate Glide, ZTE Mimosa X, Micromax Superfone A85, T-Mobile G2X P999, Acer Iconia Tab A100, A200 and A500, LG Optimus Pad, Motorola Xoom,, Sony Tablet S, Dell Streak 7, ASUS Eee Pad Transformer, Dell Streak Pro,Dell Streak Pro Honeycomb tablet pictured, likely to be with us in June, Engadget, 19 May 2011, Asus Slider, Toshiba Thrive tablet, T-Mobile G-Slate.
T20: LG Optimus X2 / LG Optimus Dual P990 / Optimus 2x SU660 (?), Avionic Design Tamonten Processor Board, Exper EasyPad, Notion Ink Adam tablet, Olivetti OliPad 100, Point of View Mobii 10.1, ViewSonic G Tablet, ViewSonic ViewPad 10s, Samsung Galaxy Tab 10.1 , Toshiba AC100, Toshiba Folio 100, Advent Vega, , Aigo n700, CompuLab Trim-Slice nettop, E-Noa Interpad, Malata Tablet Zpad, MSI tablet, Toradex Colibri Tegra 2, Lenovo IdeaPad Tablet K1, Lenovo ThinkPad Tablet, Velocity Micro Cruz Tablet L510, Zyrex Onepad SP1110 , Zyrex Onepad SP1113G .
AP25: Fusion Garage Grid 10
Tegra 3
Il Tegra 3 (nome in codice "Kal-El") è funzionalmente un SoC con una CPU quad-core, ma che include un quinto core "ausiliario". Mentre i primi quattro core sono Cortex-A9, il core ausiliario è prodotto con un processo in silicio a basso consumo che usa meno energia ad una frequenza di clock più bassa e non scala bene alle alte frequenze di clock; per questo motivo è limitato a 500 MHz. Vi è anche una apposita logica che permette di trasferire lo stato di esecuzione in modo veloce e trasparente tra il core ausiliario ed uno di quelli normali. L'obiettivo è avere la possibilità per un telefono mobile o un tablet, di spegnere tutti i 4 core normali e far funzionare solo il core ausiliario, usando in tal caso poca energia; questo durante la modalità di standby o altrimenti quando la CPU è sottoutilizzata. Secondo Nvidia, questo include la riproduzione della musica o perfino i contenuti video. In paragone con Tegra 2, l'ARM Cortex-A9 dentro Tegra 3 ora supporta le estensioni-NEON SIMD di ARM. La GPU in Tegra 3 è un'evoluzione della GPU di Tegra 2, con il doppio di unità pixel shader (8 al posto di 4) ed una frequenza di clock più alta. La CPU può anche riprodurre video ad una risoluzione massima di 2560×1600 e supporta 1080p MPEG-4 AVC/h.264 40 Mbit/s High-Profile, VC1-AP, e decodifica video DivX 5/6. Tegra 3 è stato pubblicato il 9 novembre 2011.
ModelloProcessoproduttivoCPUGPURAMDisponibilità Set di istruzioni Core Cache CPU Nome CoreFrequenzaFP32 Tipologia FrequenzaBus WidthBand- WidthQuantità Massima T30L 40 nm LPG TSMC ARMv7 4x A9: 1.3 GHz 1x Companion:500 MHz L1: 128 KB istruzioni + 128 KB dati, L2: 1 MB GeForce ULPVLIW Vec4 12:8:8416 MHz10 GFlops Single-channel DDR3L667 MHz32-bit5.33GB/s2GB Q1 2012T304x A9: 1.5 GHz
1x Companion:500 MHz520 MHz12.5 GFlopsSingle-channel LPDDR2553 MHz6GB/sQ4 2011T334x A9: 1.7 GHz
1x Companion:500 MHzSingle-channel DDR3/DDR3L800 MHz6.4GB/sQ2 2012 Dispositivi che utilizzano Tegra 3:
T30L: ASUS Transformer Pad 300, Microsoft Surface, Nexus 7, Acer Iconia Tab A210, WEXLER.TAB 7t, Lenovo IdeaTab A2109, Toshiba AT300 (Excite 10)
T30: Asus Eee Pad Transformer Prime, IdeaTab K2 / LePad K2, Acer Iconia Tab A510, Acer Iconia Tab A700, LG Optimus 4X HD, HTC One X, ZTE Era, ZTE PF 100, ZTE T98, Toshiba AT270, Toshiba AT300 (Excite 10), Asus Vivo Tab RT, Fuhu Inc. nabi 2 Tablet, Tesla Model S, Kungfu K3, Goophone I5, Olivetti Olipad 3, Lenovo IdeaPad Yoga 11, Microsoft Surface,
T33: ASUS Transformer Pad Infinity 700 (TF700T), Fujitsu Arrows X F-10D, Ouya, HTC One X+
Tegra 4