Apple A5 εναντίον NVIDIA Tegra 3 | Τετραπύρηνος επεξεργαστής Nvidia Tegra 3 έναντι επεξεργαστή Apple A5 Ταχύτητα, απόδοση
Αυτό το άρθρο συγκρίνει δύο πρόσφατα System-on-Chips (SoC), τα Apple A5 και NVIDIA Tegra3, σχεδιασμένα για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης από την Apple και τη NVIDIA αντίστοιχα. Με την έννοια ενός Layperson, ένα SoC είναι ένας υπολογιστής σε ένα μόνο IC (Integrated Circuit, γνωστό και ως chip). Τεχνικά, ένα SoC είναι ένα IC που ενσωματώνει τυπικά στοιχεία σε έναν υπολογιστή (όπως μικροεπεξεργαστή, μνήμη, είσοδο/έξοδο) και άλλα συστήματα που εξυπηρετούν ηλεκτρονικές και ραδιοφωνικές λειτουργίες. Τόσο το Apple A5 όσο και το NVIDIA Tegra3 είναι Multiprocessor System-on-Chip (MPSoC), όπου ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί αρχιτεκτονική πολλαπλών επεξεργαστών για την εκμετάλλευση της διαθέσιμης υπολογιστικής ισχύος. Ενώ η Apple κυκλοφόρησε το A5 τον Μάρτιο του 2011 με το iPad2 της, η NVIDIA κυκλοφόρησε το Tegra3 τον Νοέμβριο του 2011 και δεν έχει ακόμη χρησιμοποιηθεί σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης.
Τυπικά, τα κύρια στοιχεία ενός SoC είναι η CPU (Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας) και η GPU (Μονάδα Επεξεργασίας Γραφικών). Οι CPU τόσο στο Apple A5 όσο και στο Tegra3 βασίζονται στο ARM's (Advanced RICS – Reduced Instruction Set Computer – Machine, που αναπτύχθηκε από την ARM Holdings) v7 ISA (Instruction Set Architecture, αυτό που χρησιμοποιείται ως η αφετηρία του σχεδιασμού ενός επεξεργαστή).
Apple A5
Το A5 κυκλοφόρησε για πρώτη φορά τον Μάρτιο του 2011, όταν η Apple κυκλοφόρησε το τελευταίο της tablet, το iPad2. Αργότερα, ο πρόσφατος κλώνος iPhone της Apple, το iPhone 4S κυκλοφόρησε εξοπλισμένο με Apple A5. Το Apple A5 σχεδιάστηκε από την Apple και κατασκευάστηκε από τη Samsung για λογαριασμό της Apple. Σε αντίθεση με τον προκάτοχό του Apple A4, το A5 έχει διπλούς πυρήνες τόσο στην CPU όσο και στην GPU. Επομένως, τεχνικά το Apple A5 δεν είναι απλώς ένα SoC, αλλά και ένα MPSoC (Σύστημα πολλαπλών επεξεργαστών σε τσιπ). Η CPU διπλού πυρήνα του A5 βασίζεται στον επεξεργαστή ARM Cotex-A9 (που χρησιμοποιεί το ίδιο ARM v7 ISA που χρησιμοποιείται από την Apple A4) και η GPU διπλού πυρήνα βασίζεται στον επεξεργαστή γραφικών PowerVR SGX543MP2. Η CPU του A5 συνήθως χρονίζει στο 1 GHz (το ρολόι χρησιμοποιεί κλιμάκωση συχνότητας· επομένως, η ταχύτητα ρολογιού μπορεί να αλλάξει από 800 MHz σε 1 GHz, με βάση το φορτίο, στοχεύοντας στην εξοικονόμηση ενέργειας), και η GPU ρολόγια στα 200 MHz. Το A5 διαθέτει κρυφές μνήμες L1 (εντολές και δεδομένα) και L2. Το A5 συνοδεύεται από ένα πακέτο μνήμης 512 MB DDR2 που είναι τυπικά χρονισμένο στα 533 MHz.
NVIDIA Tegra3 (Σειρά)
Η NVIDIA, αρχικά μια εταιρεία κατασκευής GPU (Μονάδα Επεξεργασίας Γραφικών) [που ισχυρίστηκε ότι εφηύρε GPU στα τέλη της δεκαετίας του ενενήντα] έχει πρόσφατα μεταφερθεί στην αγορά φορητών υπολογιστών, όπου το Σύστημα σε τσιπ (SoC) της NVIDIA αναπτύσσεται σε τηλέφωνα, tablet και άλλες συσκευές χειρός. Το Tegra είναι μια σειρά SoC που αναπτύχθηκε από την NVIDIA με στόχο την ανάπτυξη στην αγορά κινητής τηλεφωνίας. Το πρώτο MPSoC στη σειρά Tegra3 κυκλοφόρησε στις αρχές Νοεμβρίου 2011 και δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί σε εμπορικά διαθέσιμες συσκευές.
Η NVIDIA ισχυρίζεται ότι ο Tegra3 είναι ο πρώτος υπερεπεξεργαστής για φορητές συσκευές, για πρώτη φορά που συνδυάζει την τετραπύρηνη αρχιτεκτονική ARM Cotex-A9. Αν και το Tegra3 έχει τέσσερις (και επομένως τέσσερις) πυρήνες ARM Cotex-A9 ως κύρια CPU, έχει έναν βοηθητικό πυρήνα ARM Cotex-A9 (που ονομάζεται συνοδευτικός πυρήνας), ο οποίος είναι πανομοιότυπος στην αρχιτεκτονική με τους άλλους, αλλά έχει χαμηλή ισχύ ύφασμα και ρολόγια σε πολύ χαμηλή συχνότητα. Ενώ οι κύριοι πυρήνες μπορούν να χρονίζουν στα 1,3 GHz (όταν και οι τέσσερις πυρήνες είναι ενεργοί) έως 1,4 GHz (όταν μόνο ένας από τους τέσσερις πυρήνες είναι ενεργός), ο βοηθητικός πυρήνας είναι ρολόι στα 500 MHz. Ο στόχος του βοηθητικού πυρήνα είναι η εκτέλεση διεργασιών παρασκηνίου όταν η συσκευή βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής και, επομένως, η εξοικονόμηση ενέργειας. Η GPU που χρησιμοποιείται στο Tegra3 είναι η GeForce της NVIDIA, η οποία έχει 12 πυρήνες συσκευασμένους σε αυτήν. Το Tegra 3 διαθέτει και L1 cache και L2 cache που είναι παρόμοια με αυτή του Tegra 2 και επιτρέπει τη συσκευασία έως 2 GB DDR2 RAM.
Μια σύγκριση μεταξύ Apple A5 και NVIDIA Tegra3 παρατίθεται παρακάτω.
| Apple A5 | Tegra 3 Series | |
| Ημερομηνία κυκλοφορίας | Μάρτιος 2011 | Νοέμβριος 2011 |
| Τύπος | MPSoC | MPSoC |
| Πρώτη συσκευή | iPad2 | Δεν έχει αναπτυχθεί ακόμα |
| Άλλες συσκευές | iPhone 4S | – |
| ISA | ARM v7 (32bit) | ARM v7 (32bit) |
| CPU | ARM Cotex A9 (Dual Core) | ARM Cortex-A9 (Quad Core) |
| Ταχύτητα ρολογιού CPU | 1GHz (800MHz-1GHz) |
Single Core – έως 1,4 GHz Τέσσερις πυρήνες – έως 1,3 GHz Companion Core – 500 MHz |
| GPU | PowerVR SGX543MP2 (διπύρηνος) | NVIDIA GeForce (12 πυρήνες) |
| Ταχύτητα ρολογιού GPU | 200MHz | Μη Διαθέσιμο |
| Τεχνολογία CPU/GPU | 45nm της TSMC | 40nm της TSMC |
| L1 Cache |
Οδηγία 32kB, δεδομένα 32kB (για κάθε πυρήνα CPU) |
Οδηγία 32kB, δεδομένα 32kB (για κάθε πυρήνα CPU) |
| L2 Cache |
1MB (κοινόχρηστο μεταξύ όλων των πυρήνων CPU) |
1MB (κοινόχρηστο μεταξύ όλων των πυρήνων CPU) |
| Μνήμη | 512MB DDR2 χαμηλής ισχύος, χρονισμένο στα 533MHz | Έως 2 GB DDR2 |
Σύνοψη
Συνοπτικά, η NVIDIA, στο όνομα της σειράς Tegra 3, έχει κυκλοφορήσει με ένα MPSoC με υψηλές δυνατότητες. Προφανώς ξεπερνά το Apple A5 σε χαρτί τόσο σε υπολογιστική ισχύ όσο και σε απόδοση γραφικών. Η ιδέα ενός συνοδευτικού πυρήνα είναι πολύ προσεγμένη, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό για κινητές συσκευές, καθώς τέτοιες συσκευές βρίσκονται σε κατάσταση αναμονής συχνότερα και αναμένεται να εκτελούν εργασίες παρασκηνίου. Το Apple A5 έχει αποδειχθεί επιτυχημένο στην αγορά στην ανάπτυξη του, το iPad2 και το iPhone 4S. Μερικοί μπορούν να υποστηρίξουν ότι το ακριβό, χαμηλής ισχύος ύφασμα που χρησιμοποιείται στον συνοδευτικό πυρήνα μπορεί να επιβαρύνει τους χρήστες. Το πώς ο κλάδος των φορητών υπολογιστών πρόκειται να χρησιμοποιήσει τις δυνατότητες και τη βιωσιμότητα της αγοράς του Tegra3 δεν έχει ακόμη φανεί.
