Tras esperarse su lanzamiento en Agosto, NVIDIA nos detalla su nuevo chip Tegra 3, el que no poseerá 4 cores como era lo lógico, sino que ahora se le adhiere un nuevo núcleo “compañero”, conformando un total de 5 núcleos finales.

Tegra 3 es el reemplazo del actual Tegra 2, chip que se puede encontrar ya en varios dispositivos como smartphones o tablets. Este chip basado en la arquitectura ARM y potenciado por NVIDIA especialmente en gráficas, será lanzado en el Q4 de este año, postergándose unos meses desde la fecha original de lanzamiento, que era el Q3 de este año. Su fabricación mantendrá los 40 nm de su chip antecesor, colocando más núcleos tanto para su CPU como para su GPU. Esto lo hará un chip un 60% más grande que Tegra 2, conformando un área de 80 mm². Esto último no es para alarmarse, ya que es un 30% menor que el chip A5 del iPad 2, además de poseer mejoras en el consumo energético.

En gráficos tenemos el aumento de 8 cores GeForce a 12, logrando hasta 3 veces más rendimiento. Lamentablemente el bus de memorias no se aumentó (sigue siendo 32 bits LPDDR2), pero sí se aumentó la frecuencia máxima de memorias a 800 MHz para ésta, la 3ª generación de SoC (system on chip) de NVIDIA.

Kal-El espera entrar en producción en masa el 2012, postergando el lanzamiento de Wayne (Tegra 4) para finales de año e incluso principios del 2013, algo que ya se esperaba, por más que NVIDIA quisiera lo contrario, debido a que el proceso de manufactura en 28 nm no estará listo antes. Otro detalle importante es que entre Kal-El y Wayne se lanzará Kal-El+, que no se sabe si será una miniaturización del proceso o solo tendrá mayores clocks.

En febrero NVIDIA informó que Kal-El sería el primero diseño SoC quad-core, con 4 ARM Cortex A9 (con MPE) y 1 MB de caché L2 compartida. Pero nos guardaban una sorpresa, esto porque la compañía de Santa Clara puso en su diseño de este SoC un quinto núcleo que cumple específicas acciones. Para las frecuencias aun no hay nada dicho pero serán más altas que las de Tegra 2, pasando de 1 GHz a más de 1,3 GHz (basándose en los otros diseños con el núcleo ARM Cortex A9).

El quinto núcleo y las funciones de ahorro de energía

Kal-El tendrá 5 núcleos ARM Cortex A9 con MPE: 4 núcleos a 40 nm (TSMC) de “general purpose” (G), o sea de uso general y alto rendimiento, y un núcleo a 40 nm “low power” (LP), o de transistores de bajo consumo. Los transistores LP tienen poca filtración de energía, pero no pueden corren a frecuencias muy altas; en cambio los transistores G, como ya mencionamos, corren a altas frecuencias pero tienen alta filtración. NVIDIA conjugó este juego de transistores NVIDIA de la mejor forma para el desarrollo de Kal-El.

NVIDIA espera que gracias a este 5º core se logren importantes mejoras en el consumo por sobre Tegra 2, cosa que preocupaba al principio. Por ello se implementaron un par de cosas:

– El power gating, es decir, cuando un núcleo está ocioso se apaga (Tegra 2 no podía hacer apagar cores individuales, solo podía apagarse completo).

– Otra implementación de Kal-El para mejorar el consumo y en consecuencia el rendimiento de su antecesor, es que tendrá una especie de TurboBoost (como el de los procesadores Intel), es decir, cuando hayan núcleos apagados por no estar en uso, los núcleos activos podrán aumentar su frecuencia dependiendo de la carga de trabajo (aún no hay valores para estos incrementos).

Cabe destacar que los 5 núcleos A9 no pueden estar todos activos al mismo tiempo; pueden estar de 1 a 4 núcleos G activos, o bien el único core LP activo, pero no mezclados los G con los LP (ambos están en planos de poder distintos). NVIDIA explica que el 5º núcleo LP se agregó para ser utilizado cuando el equipo está en standby activo (por ejemplo, la pantalla apagada pero descargando algo). El 5º core corre a un máximo de 500 MHz y tiene menor voltaje que los cores GP.

Para ejecutar de forma adecuada la activación y desactivación de cores existe lo que se llama “umbral”: mientras el nivel de operaciones sea bajo, el core LP está activo, pero una vez que dicho núcleo no alcanza para cubrir las operaciones que está ejecutando el dispositivo (a lo que se le llama umbral), se apaga y se prenden los cores GP. Esta acción se ejecuta muy rápido, el cambio del “núcleo compañero” (companion core) a los cores principales toma menos de 2 milisegundos.

Algunos números de rendimiento

NVIDIA no ha mencionado nada sobre el rendimiento del GPU, pero mostró algunos números:

No se tuvo acceso a los benchmarks, pero se sabe que todo se corrió en Android 3.2 a 1366×768. Como se puede apreciar, las mejoras en rendimiento son las que NVIDIA prometió (entre el doble y triple por sobre Tegra 2).

Palabras finales

Tegra 2 no se vendió gracias a la arquitectura en sí, sino al hecho de que era la plataforma de lanzamiento para Honeycomb de Google. Si los rumores son correctos, no será el partner de lanzamiento de Ice Cream Sandwich, lo que significa que Kal-El tendrá que demostrar por su propia cuenta que es una plataforma convincente (lo que al parecer será así tras estos detalles recién expuestos).

La arquitectura vSMP/companion es una solución única al problema de incrementar el desempeño de SoC mientras se mejora la duración de la batería. Éste es un paso hacia el multiprocesamiento heterogéneo, a pesar de la implementación homogénea de Kal-El. Aún queda por ver qué tan tangible será el impacto en la vida real del 5º core en la duración de la batería.

Fuente: AnandTech

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