1架构篇:2012开启移动四核时代
IT行业充满了变数,当我们还在苦苦挑选双核平板的时候,移动四核处理器已跃跃欲试,华硕EeePad Transformer Prime(以下简称:华硕Prime)成为了首款搭载NVIDIA Tegra 3的四核平板,抢得了行业的头彩。有人说2012年是移动四核时代,也有人说双核仍有很大挖掘空间,Tegra 3能否助力Android阵营平板力挽狂澜,为应用体验带来实质性的提升,是不少N饭关心的话题。
七天看一年,CES与MWC是IT行业的风向标,年初NVIDIA在CES2012上展示基于Tegra 3的Win8平板,两者在移动平台的合作让人眼前一亮。随后,MWC2012上多款Tegra 3智能终端如雨后春笋般出现,“移动四核”成为2012年第一季度最热的关键词。
·架构篇:2012开启移动四核时代
十多年来,多核处理在计算革命中一直处于核心位置,从单核到双核再到四核,Tegra的每一次升级都带来了巨大的变化。这次,四核Tegra 3处理器内建一个Companion(伴核),相当于五核设计,只不过伴核的性能没有其余核心那么高,不过却在整个架构中扮演着重要的角色。
Tegra 3之所以不能称之为五核处理器,是因为Companion(伴核)采用专门的低功耗硅工艺制造而成,能够以低频率来运行,而其它四颗核心则为标准的硅工艺,因此可以达到更高的频率,因此我们可以称之为主核心。
在Tegra 3上,例如动态照明、物理效果以及其它与游戏相关的处理任务通过四个核心进行共享。通过这种负载共享,基本不会出现一颗核心满载的情况,让处理器有额外的空间用来处理后台任务。
和NVIDIA的Optimus技术相同,切换过程在后台自动运行,切换时间不到2毫秒,属于无缝切换,且为了避免核心之间频繁切换,NVIDIA在CPU管理算法中加入了可编程的滞后控制,等应用程序稳定运行后激活切换机制,从而防止核心之间的“颠簸”。
2性能篇:GPU提升至12核心之后
·性能篇:GPU提升至12核心之后
NVIDIA在图形计算领域的地位毋庸置疑,在移动平台方面,从一代开始,内建Geforce GPU的Tegra家族就展现出3D图形运算和高清编解码方面的实力,三年的发展让Tegra处理器成为智能手机和平板电脑上高娱乐性的代表,下面让我们首先看看Tegra 3上GPU的规格。
Tegra 3在图形运算性能上都有了哪些进步
相比上代产品,Tegra 3图形运算性能更加强大,有两大特点。首先,GPU核心从8个增加至12个,性能提升约为三倍,最大可输出2560×1600分辨率的高清图像。其次,Tegra 3支持3D显示(Stereo 3D),如果平板电脑或外接显示设备配备相应的显示屏,就可以享受3D视觉的乐趣。
搭载Tegra 3处理器的华硕Prime预置三种使用模式,分别为节能、中性能模式与顶级性能模式,这与我们熟悉的笔记本是一样的,它控制着Tegra 3处理器的运行模式。我们实用antutu测试程序来测试这款四核平板的实际性能。
产品名称 | 节能模式 | 中等性能模式 | 顶级性能模式 |
CPU整数性能 | 1640 | 3280 | 3604 |
CPU浮点性能 | 1265 | 2551 | 2786 |
RAM性能 | 978 | 1935 | 2109 |
2D绘图性能 | 218 | 279 | 284 |
3D绘图性能 | 710 | 1181 | 1178 |
综合成绩 | 5355 | 9673 | 10586 |
由上表可见,在华硕Prime运行在三种模式下性能表现有着较大差异,节能模式处理器性能最弱,顶级性能模式性能最强,测试成绩是节能模式的一倍,综合成绩达到了10586分(点击查看性能对比),我们随后进入antutu世界排名列表,看到的是一骑绝尘的景象。(点击查看世界排名)
测试游戏《暗影神枪》最为强大之处在于画面渲染,无论是多边形还是光影效果都非常棒,这是在短时间内吸引玩家的好办法。游戏使用了Unity 3D游戏引擎,为了达到良好的效果,游戏开发商Madfinger与NVIDIA进行合作,利用Tegra移动处理器来优化游戏中的各个部分,甚至对四核Tegra 3 处理器进行了优化。
对于平板初学者而言,上述架构理论和软件测试让人一头雾水,普通消费者相对更关注直观的使用感受,谁操作起来更流畅,谁运行速度更快,是购买前首先需要考虑的,而不是什么复杂的vSMP技术、二级缓存,因此在理性测试结束后,我们开始进行感性体验。在实际应用中,搭载Tegra 3四核处理器的平板电脑优势在哪?我们通过视频来进行演示和点评。
Tegra 3华硕Prime四核平板性能视频体验
落实到实际应用上,三倍于Tegra 2的性能可带来更好的游戏画面,运行同一款3D游戏,Tegra 3处理器的GPU可以渲染出更多的动态光影、物理特效和高分辨率的环境,提升使用平板运行游戏的代入感。
我们看到了在Tegra 3平板运行《暗影神枪》图像的真实损毁细节,以及运行《激流快艇》时运动模糊效果与摄像机泼溅效果,相比采用Tegra 2处理器的TF101,华硕Prime的画面更炫,游戏代入感更强。
3散热篇:四核与双核差距不大
·散热篇:四核与双核差距不大
平板电脑通常被用户捧在手中,因此机身背部表面温度将直接影响整体使用体验,在这里我们通过运行大型3D游戏来评估华硕Prime的散热能力,并与老款TF101进行对比。
通过大型3D游戏来测试机体表面温度
运行《暗影之枪》这款大型3D游戏一小时之后,我们使用FLUKE Ti25热成像仪观察两款平板背部表面的温度,可以看到,华硕Prime表面最高温度为37.4℃,老款TF101表面最高温度为35.2℃,略低于新品。通过以上测试结果我们得出,无论是双核的Tegra 2还是四核的Tegra 3,发热量均不是很大。通常来讲,在其它条件相同的情况下,金属机身相对塑料材质机身温度更高一些。
整体来看,在运行大型3D游戏一小时后华硕Prime机身表面的温度与手部温度接近,因此不会有明显过热的感觉。同样需要注意的是,不同应用、不同操作习惯、不同屏幕亮度以及扬声器音量均会影响平板电脑的表面温度,本次散热测试仅作为参考,并不代表所有软件应用下的机身表面温度表现。
4续航篇:4-PLUS-1节能技术是关键
·续航篇:4-PLUS-1节能技术是关键
视频播放是平板电脑的核心应用之一,也是目前评估产品续航能力最贴近实际应用又客观的一种手段。配备Tegra 3处理器的华硕Prime续航能力如何,与采用Tegra 2处理器的老款产品TF101相比是否有优势?两款产品在运行大型3D游戏时的手感如何,在本页中我们将进行测评。
测试方法:把片源分别拷贝到两款平板电脑上之后,将屏幕调至中等亮度,接上耳机选择中等音量,并关闭各个机型中的“自动待机”、“亮度自动调节”功能,在连接WiFi网络的状态下循环播放测试视频,待电池几近耗尽系统会进行关闭或者休眠,记录此刻的时间以评估续航能力。
华硕Prime连续播放了8小时30分钟电影
测试结果告诉我们,采用Tegra 3处理器的华硕Prime连续播放了约8小时30分钟电影,老款产品TF101播放时间约为7小时50分钟,成绩有所提高。相信这与NVIDIA节能设计有关。需要注意的是,不同应用、不同操作习惯、不同屏幕亮度以及扬声器音量的大小均会影响平板电脑续航时间,本次续航测试只作为参考,并不代表所有软件应用、视频播放环境下的续航时间。
节能是长期的话题,Tegra 3这种“4+1”的组合在工作时也有自己的特点,Companion(伴核)通常工作在待机、处理邮件、收发微博这些“空闲时间”,四颗主核心工作比较“卖力”,主动承担阅览网页、高清播放、2D/3D游戏这些复杂应用,这需要Tegra 3的vSMP(可变对称多重处理技术)。前一阵,它刚有了一个更容易被大众接受的名字——4-PLUS-1,即4+1。
由下图可以看到,vSMP技术可以根据工作负荷,动态启用和关闭CPU核心,因此Tegra 3可以呈现出以下四种工作状态。
状态一:当待机或处理简单应用时单独使用伴核(频率范围:0~500MHz)
状态二:当2D游戏、查地图、网页浏览(无Flash)时关闭伴核启用一颗主核心(频率范围:0~1.4GHz)
状态三:当打开有Flash内容的网页、视频聊天或涉及多任务处理时,启用两颗主核心以加强性能(频率范围:0~1.3GHz)
状态四:当运行大型3D游戏、视频编辑等复杂应用时,Tegra 3会将四颗主核心全部开启(频率范围:0~1.3GHz)
核心名称 | 低功耗CPU伴核 | 高性能CPU主核心 |
核心架构 | Cortex A9 | Cortex A9 |
工艺技术 | 低功耗(LP) | 普通/高速(G) |
工作范围 | 0MHz~500MHz | 0GHz~1.4GHz |
实际运行时,Companion(伴核)的工作频率范围在0MHz~500MHz之间,四颗主核心工作频率范围在0GHz~1.4GHz(视工作中的核心数量),它们都基于ARM Cortex A9架构,伴核的存在是为了更长的续航时间,四核核心主要负责性能输出。
5阵营篇:终端规模决定市场
·阵营篇:终端规模决定市场
首款Tegra 3平板电脑:华硕Prime
基本规格:10.1英寸IPS屏幕、1GB内存、金属机身。
特点:8.3毫米超薄机身、800万主摄像头、旗舰版键盘底座。
华硕EeePad Transformer Prime
预装安卓4.0亮相:联想IdeaTab K2010
基本规格:10.1英寸10点触控屏、1GB内存、安卓4.0。
特点:全尺寸USB2.0、指纹识别、四声道扬声器、支持3G上网。
联想IdeaTab K2010
屏幕死磕新iPad:宏碁Iconia Tab A700
基本规格:10.1英寸屏幕、蓝牙3.0。
特点:1920×1200高分屏、安卓4.0、杜比认证音效。
日系四核强机:富士通M532
基本规格:10.1英寸屏幕、3G上网。
特点:800万像素主摄像头、闪光灯设计。
日系小尺寸钢炮:东芝AT270
基本规格:7.7英寸屏幕、安卓4.0。
特点:Super AMOLED屏幕。
在华硕Prime之后,NVIDIA Tegra 3阵营迎来了许多新伙伴,这些四核平板定位于中高端,性能强劲,普遍采用Android 4.0操作系统,将是2012年Android高水准平板的主力军,至今在性能方面无人能及。
6展望篇:Tegra的昨天、今天、明天
·展望篇:Tegra的昨天、今天、明天
早在08年NVIDIA公布了第一代Tegra处理器,包括两个系列产品,其中一款是Tegra APX系列,主要定位于智能手机;另外一款是Tegra 600系列,针对MID产品而设计。
现在来看,一代产品的展示意义显然要更大一些,因为那时Android阵营智能手机刚刚起步,用户对性能的需求也远不及现在。PC市场方面,08、09年上网本火热,英特尔Atom方案成熟,MID市场表现不尽如人意,因此尽管Tegra甚至可以流畅运行Quake 3、播放高清电影,但定位相对高端且用户认知度一般,愿意冒险引入的厂商并不多,因此一代Tegra给人们的印象是性能强,但产品选择少,概念远大于实际。
昨天:MID中的Tegra处理器 市场表现低迷
两年后,NVIDIA拿出了Tegra 2,这时上网本市场逐渐被边缘化,平板电脑接替了“用户第二台PC”的角色,今年初谷歌发布了针对平板电脑研发的Android 3.0蜂巢系统,一线厂商认为时机已到,纷纷开始打造高性能平板以区隔以往体验不佳的产品,于是双核心内置Geforce GPU的Tegra 2成为厂商们的首选。
甚至可以说,一些PC厂商与NVIDIA良好的关系也是促成合作一个因素。只不过这次合作的主角不同,以往是显卡,这次是处理器,与上网本市场不同,平板电脑和智能手机是ARM架构的天下,英特尔的Atom这次没有太多表现的机会,对于OEM厂商而言,Tegra 2是目前最好的选择,至少在中高端定位的平板电脑市场是这样。
在2011年的CES展会上,Tegra 2处理器平板电脑大放异彩,双核CPU与强劲的GPU引起全球厂商和用户的关注,不到一年时间,包括摩托罗拉、华硕、ACER、联想、戴尔在内的众多一线品牌的平板电脑均搭载了Tegra 2处理器,另外也有二三线品牌抛来了橄榄枝,尽管其中一些产品被曝销量平平,但NVIDIA作为上游供应商,赚的荷包满满。
在智能手机市场中,LG、摩托罗拉、天语、三星等厂商也开始采用Tegra 2处理器,不过相比平板电脑,一线品牌手机处理器的选择更多,其中高通、德州仪器是未来NVIDIA在移动市场中的两大强敌。
Tegra的明天会怎样?Tegra Roadmap显示,在未来的三年时间内,NVIDIA将至少推出三款Tegra产品,明年代号WAYNE的Tegra处理器性能将会翻倍,如果以目前Tegra 2的性能为基点,三年后Tegra处理器的性能将提升近百倍。按照现有技术来看,如果电池技术没有实质发展,高性能所产生的能耗将面临很大挑战。
明天:Tegra Zone将成为NVIDIA打拼移动平台市场的重要棋子
除了不遗余力推动性能发展,NVIDIA今年在Android阵营中建立了自己的在线商店,提供更多优质的应用程序,进入这个VIP游戏厅的条件只有一个,就是您的设备采用了Tegra 2处理器。
值得一提的是,凭借NVIDIA与众多游戏开发公司的紧密合作关系,Tegra Zone今后将会提供越来越多的热门3D游戏,硬件诞生的目的就是为软件服务,通过硬软结合来掌控未来应用市场,使用Tegra作为移动设备获得高级应用的通行证,NVIDIA相对其他厂商提前迈出了这一步。
自从Tegra诞生那天起,NVIDIA的目标客户就瞄准了中高端移动市场,2011年下半年Android阵营平板的价格发生了一次较大的地震,至今余震不止,平板电脑的整体价格正在逐渐降低,在拿下一线品牌平板的大单之后,未来做不做中低端移动市场,对NVIDIA来说将是一个需要思考的问题。
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