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图睿

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英伟达Tegra T20（Tegra 2）和T30（Tegra 3）芯片
Shield TV内的Tegra X1

Tegra（中国大陆官方中文名称：“图睿”）是由NVIDIA开发的系统单晶片系列产品，2008年6月1日正式发表，替代之前的GoForce系列。主要用于手持式装置。Tegra可搭配NVIDIA专为智慧型手机及平板电脑开发的NVIDIA Icera系列晶片组。Tegra的主要竞争对手是高通和德州仪器的对应产品。

每个 Tegra 内建ARM架构的处理器核心、基于GeForce的图形处理器、音效处理器、北桥晶片、南桥晶片和记忆体控制器置入一个单一的软体包[1]。由于并非是x86指令集，所以不能运行Windows作业系统[2]，但ARM架构的耗电率则较低，可选择运行Windows Mobile作业系统，或者Android作业系统[3]。nVIDIA原本将此晶片定位用于行动联网装置或者智慧型手机，但现在也试点用在自动驾驶汽车和游戏机上。

在第一代Tegra产品发布的时候，由于NVIDIA的经验不足，只能够专注于一种作业系统。所以，NVIDIA选择与微软合作。例如Zune HD就利用了Tegra晶片。之后，NVIDIA不再专注于一种平台。所以，第二代的Tegra已经可以支持Android。一般认为Google可以借助NVIDIA Tegra晶片的性能，来提高Android产品的质素，使之可与苹果公司的产品相竞争。浏览器方面，NVIDIA与Opera合作[4]，加快网页的载入速度，更提供动画效果[5]。

产品介绍

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Tegra APX系列

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2008年2月11日，NVIDIA发布了用于智慧型手机与PDA平台的APX 2500应用处理器[6]。该处理器集成了一个ARM处理器和一个显示核心。这款处理器是由nVIDIA和微软联合研制，应用于使用Windows Mobile的电话中，提高Windows Mobile平台的多媒体处理能力。随后在2008年6月1日，NVIDIA正式发布了Tegra 600系列产品，APX 2500亦更名为Tegra APX 2500[7]。集成的显示核心是基于GeForce 6，但加入对CUDA和双精度浮点运算的支持。[8]

晶片的制程是65奈米，核心频率750 MHz，并集成256KB的L2缓存。晶片亦内建GeForce核心，支援OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM11 MPCore架构，其低耗电设计，使手提电话可以长时间播放音乐或高清影片。此外，它支援720p的MPEG-4与H.264/MPEG-4 AVC的解码。输出方面，它支援HDMI 1.2和双显示输出。

在西班牙巴塞罗那举行的3GSM移动世界大会中，NVIDIA的APX 2500原型机可以执行《雷神之锤III竞技场》，并示范性地播放了《满城尽带黄金甲》高清版。[9]

Tegra APX 2600与Tegra APX 2500的差异是前者强化了NAND快闪记忆体支援。

Tegra 600系列

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2008年6月1日，NVIDIA正式发布了Tegra品牌，设有Tegra 600和Tegra 650两款型号，整合ARM11 MP Core、影音处理器，Tegra 600支援720p H.264和VC-1影片解码，Tegra 650更支援1080p影片解码。

Tegra 2系列

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nvidia Tegra 2 T20

2010年1月7日发表，它是Tegra的第二代晶片，首款产品Tegra 250，采用台积电的40nm制程制造，集成8个不同功用的处理器[10]。其中两个是ARM Cortex A9核心，运作频率是1GHz。另外有一个ARM7处理器，一个音频处理器(Audio Processor)，一个影像处理器(Image Processor)，一个高清影片解码处理器(HD Video Decode Processor)，一个高清影片编码处理器(HD Vide Encode Processor)，一个图形处理器(2D/3D Graphics Processor)。由于NVIDIA在2007年收购了PortalPlayer公司，从而取得音频处理器技术。

当中的影片编码器可以支援1080p解析度的H.264格式影片，上一代的Tegra只支援到720p。影片解码器方面，同样支援1080p解析度的H.264格式影片。当Tegra 2晶片进行影像解码的时候，最高可以播放顺畅的1080p影片，且电源功耗小于400mW[11]。图像处理器方面，晶片支援200万像素摄像头。而图像处理器支援OpenGL ES 2.0，与上一代相同。但是频率和频宽的提升，可以使性能有2-3倍的增长。

Tegra 2晶片可用于制造智能手机、平板电脑、电子书。奥迪汽车（Audi）已宣布将在2012年推出的车款使用Tegra的车载娱乐及导航系统，福斯汽车集团（Volkswagen AG）旗下的数个汽车品牌也将会选用相同的系统[12]。

新的Cortex A9核心采用乱序执行，而Intel Atom则是采用依序执行。

由于Tegra 2芯片并不支持Neon指令集，使得其多媒体性能存在一些问题，如不能流畅播放High Profile的1080P H264视频。[13]

Tegra 3系列

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2011年11月9日发表，CPU核心采用4+1结构，即四颗核心加第五颗省电核心，支援OpenGL游戏的3D Vision显示，通过NVIDIA DirectTouch技术分担部分触控处理作业，藉以改善触控反应，并减少耗电量。HDMI支援1.4a版本。

Tegra 4系列

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Tegra 4 内部搭载 72 个 NVIDIA GeForce GPU 核心 - 等同于 Tegra 3 GPU 运算动力的 6 倍 - 因此提供更逼真的游戏经验与更高解析度的显示画面。 Tegra 4 内部采用 ARM 最先进 CPU 核心 Cortex-A15 ，打造出第一款四核心架构的处理器，加快 2.6 倍的网页浏览速度以及为各种应用程式提供突破性的效能。

Tegra 4 还能透过一款选配晶片组支援全球通用的 4G LTE 语音与数据传输技术，亦即第 5 代 NVIDIA Icera i500 处理器。 i500 不仅效率更高，而且尺寸仅有传统数据机晶片的 40% ，处理能力更是前一代元件的 4 倍。

Tegra K1系列

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Tegra K1 提供版本第一种版本采用 32 位元基于 ARM Cortex A15 的四核心加第五颗基于 ARM Cortex A9 的省电核心，而第二种版本则采用 NVIDIA 自行设计的64 位元双核心 Super Core CPU 。这款 CPU 以 ARMv8 架构为基础，可提供非常高的单执行绪和多执行绪效能，并将GPU架构从 Tegra 2、Tegra 3及Tegra 4的GeForce（G70）架构提升至 Mobile Kepler 架构，Tegra 5 与现阶段主推的 GeForce Titan GPU 架构相同，因此也完整支援 OpenGL 4.4、Open GL ES 3.0、DirectX 11、Tesellation 与 CUDA 5.0。根据 Nvidia 的测试，Mobile Kepler 的图形处理能力将是 iPad 4 的四倍，也比 PS3 强。第一台用在移动装置上的是2014/5/15由小米公司推出的小米平板，安兔兔跑分可达140000分(v7.2.0)。使用64位元双CPU核心和192核GPU Tegra K1的Nexus 9跑分更超过55000(v5.2.0)分。

Tegra X1系列

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NVIDIA的Tegra X1（代号Erista）有四个ARM的Cortex-A57内核和四个ARM的Cortex-A53内核的big.LITTLE配置，以及一个Maxwell为基础的图形处理核心，GPGPU的支持。

X1除了在英伟达自家的Nvidia Shield电视盒上使用以外，也被谷歌应用在其自家的平板电脑Pixel C上。而日本游戏公司任天堂的游戏主机任天堂Switch和任天堂Switch Lite上也使用了定制化的X1。

  • CPU：ARMv8 的ARM Cortex-A57四核+ ARM的Cortex-A53四核（64位）
  • GPU：麦克斯韦(Maxwell架构，跟GeForce 900系列使用同一个架构)为主的256核GPU
  • MPEG-4 HEVC和VP9编码/解码支持
  • 台积电20奈米制程（T210），台积电16纳米制程（T214）
  • 功耗小于10瓦


型号 CPU GPU 内存 采用
处理器 核心 频率 (GHz) 微架构 核心配置n1 频率 (MHz) GFLOPS 类型 容量 总线宽度 (bits) 带宽 (GB/s) Availability
T210 ARM Cortex-A57 + ARM Cortex-A53 4 + 4 A57: 1.9 GHz
A53: 1.3 GHz 		GM20B（Maxwell微架构（英语：Maxwell (microarchitecture)）） 256:16:16 1000 512 (FP32) / 1024 (FP16) LPDDR4 3 GB 64-bit 25.6 Q2 2015
NX-SoC (T210)[14][15] A57: 1.020 GHz A53: 1.020 GHz 底座模式: 768 - 921 底座模式: 393 - 471 (FP32) / 786 - 942 (FP16) 4 GB Q1 2017
携带模式: 307.2 - 384 携带模式: 157 - 196 (FP32) / 314 - 392 (FP16)
NX-SOC (T214) A57: 1.9 GHz
A53: 1.3 GHz 		1267 649 (FP32) / 1298 (FP16) LPDDR4x（英语：LPDDR#LP-DDR4X） 8GB Q2 2019
  • 注：任天堂Switch运行过程中，只有前4大核工作。

Tegra X2 系列

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Nvidia 的 Tegra X2[16]（代号Parker）采用了 Nvidia 定制的 ARMv8 兼容核心 Denver 2 和代号为 Pascal 的图像处理核心，有 GPGPU 支持。[17] X2 使用台积电16纳米 FinFET+ 制程制造。[18][19][20]

  • CPU: Nvidia Denver2 ARMv8（64-bit）双核 + ARMv8 ARM Cortex-A57 四核（64-bit）
  • RAM: 最高 16GB LPDDR4
  • GPU: Pascal 构架, 256 CUDA 核心
  • TSMC: 16 纳米 FinFET 制程
  • TDP: 7.5-15W[21]
型号 CPU GPU 内存
处理器 核心 频率 微架构 核心配置n11 频率 GFLOPS
(FP32) 		GFLOPS
(FP16) 		类型 容量 总线宽度 带宽 发布日期
T186 Denver2 +
Cortex-A57 		2 + 4 Denver2: 1.4–2.0 GHz
A57: 1.2–2.0 GHz 		GP10B (Pascal)[22] 256:?:? 854–1465 MHz 437–750 874–1500 LPDDR4 8 GB 128 bit 58.4 GB/s 未发布

Xavier 系列

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Xavier以漫画人物X教授的名字命名，在2016年9月28日宣布，2019年3月发布。它包含70亿个晶体管和8个自定义ARMv8内核，一个带有512个CUDA内核的Volta GPU，一个名为DLA（深度学习加速器）的开源TPU（张量处理单元）它能够编码和解码8K超高清（7680×4320）。用户可根据需要配置10W，15W和30W TDP的三种工作模式，芯片尺寸为100x87 mm 2。Nvidia证实，制造工艺为台积电的12nm FinFET，和RTX20系列一样。

  • CPU：Nvidia定制Carmel ARMv8（64位），8核心10线程
  • GPU：基于Volta的512个CUDA核心，具有1.3 TFLOPS
  • TSMC 12 nm FinFET工艺
  • 20 TOPS DL和160 SPECint @ 20 W;  30 TOPS DL @ 30 W （TOPS DL =深度学习Tera-Ops）
    • 20 TOPS DL通过基于GPU的张量核心
    • 10 TOPS DL（INT8）通过DLA单元实现5 TFLOPS（FP16）
  • 1.6 PVA单元中的TOPS（可编程视觉加速器，用于StereoDisparity / OpticalFlow / ImageProcessing）
  • ISP单元中的1.5 GPix / s（图像信号处理器，具有原生全范围HDR和磁贴处理支持）
  • 用于1.2 GPix/s编码和1.8 GPix/s解码的视频处理器包括8k视频支援
型号 CPU GPU 记忆体
处理器 核心 频率 微架构 核心配置 频率 GFLOPS 类型 容量 总线宽度 带宽 发布日期
T194 Carmel 8 GV10B?(Volta) 512:?:? 1270 MHz 1300 LPDDR4 256-bit 137 GB/s Q3(?) 2018

Orin系列

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Nvidia于2018年3月27日宣布了代号为Orin的SoC。[23]

Thor系列

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Nvidia于2022年9月20日宣布了代号为Thor的SoC。[24]

参考条目

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参考文献

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  1. ^ NVIDIA Tegra處理器細節公布. [2008-09-13]. （原始内容存档于2008-06-06）. 
  2. ^ NVIDIA發佈Tegra移动处理器 迈进CPU市场. [2008-08-05]. （原始内容存档于2008-06-05）. 
  3. ^ 黄仁勋：Tegra平台Android系统手机年内出炉. [2010-05-23]. （原始内容存档于2010-05-21）. 
  4. ^ NVIDIA Tegra平台携手Opera浏览器. [2008-09-22]. （原始内容存档于2008-09-13）. 
  5. ^ NVIDIA Tegra MID原型预览. [2008-09-22]. （原始内容存档于2016-03-04）. 
  6. ^ NVIDIA（英伟达）公司推出APX 2500芯片 全球最低功耗高清计算机随芯而生. [2008-02-22]. （原始内容存档于2008-04-16）. 
  7. ^ NVIDIA发布Tegra移动处理器 迈进CPU市场. [2008-08-05]. （原始内容存档于2008-06-05）. 
  8. ^ NVIDIA Tegra处理器基于GeForce 6. [2008-09-12]. （原始内容存档于2016-03-04）. 
  9. ^ NVIDIA APX手机处理器运行《Quake 3》. [2008-02-22]. （原始内容存档于2008-02-17）. 
  10. ^ CPU全面升级 NVIDIA新Tegra2平台解析. [2010-01-13]. （原始内容存档于2010-01-16）. 
  11. ^ Whitepaper NVIDIA® Tegra™ Multi-processor Architecture (PDF). [2010-10-05]. （原始内容存档 (PDF)于2011-10-27）. 
  12. ^ 英偉達發表Tegra. 工商时报. 2010-01-11 [2010-01-11]. （原始内容存档于2010-01-14）. 
  13. ^ NVIDIA的新野望 Tegra 2移动处理器全解析. [2011-04-25]. （原始内容存档于2011-05-05）. 
  14. ^ techinsights.com. Nintendo Switch Teardown. www.techinsights.com. [2017-03-15]. （原始内容存档于2017-03-13）. 
  15. ^ Walton, Mark. Nintendo Switch uses Nvidia Tegra X1 SoC, clock speeds outed. Ars Technica. 2016-12-20 [2017-04-03]. （原始内容存档于2016-12-20）. 
  16. ^ DATA SHEET - NVIDIA Jetson TX2 System-on-Module (PDF). 
  17. ^ https://developer.nvidia.com/embedded/dlc/jetson-tx2-module-data-sheet需注册
  18. ^ NVIDIA Discloses Next-Generation Tegra SoC; Parker Inbound?. Anandtech.com. 2016-01-05 [2016-07-10]. （原始内容存档于2016-06-29）. 
  19. ^ 存档副本. [2018-02-08]. （原始内容存档于2017-12-16）. 
  20. ^ Ho, Joshua. Hot Chips 2016: NVIDIA Discloses Tegra Parker Details. Anandtech. 2016-08-25 [2016-08-25]. （原始内容存档于2017-12-16）. 
  21. ^ NVIDIA Announces Jetson TX2: Parker Comes To NVIDIA’s Embedded System Kit （页面存档备份，存于互联网档案馆）, March 7, 2017
  22. ^ NVIDIA Rolls Out Tegra X2 GPU Support In Nouveau （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Michael Larabel at phoronix.com on March 29, 2017
  23. ^ Smith, Ryan. NVIDIA ARM SoC Roadmap Updated: After Xavier Comes Orin. www.anandtech.com. [April 18, 2018]. （原始内容存档于April 19, 2018）. 
  24. ^ NVIDIA Unveils DRIVE Thor — Centralized Car Computer Unifying Cluster, Infotainment, Automated Driving, and Parking in a Single, Cost-Saving System. [2023-09-22]. （原始内容存档于2023-12-18）. 

外部链接

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