NVIDIA Tegra 4：A15架构细节、功耗控制

    这款产品采用了（四加一）设计，即四颗CPU核心加上第五颗省电CPU核心，配有72颗GeForce GPU核心，采用28nm制程。同时它还是第一款使用了Cortex-A15架构的四核处理器（PS:架构是处理器的基础，对处理器整体性能起着决定性的作用，不同架构处理器在同等频率下性能可能会相差2-5倍不等），并且支持4G-LTE网络。

NVIDIA Tegra 4 处理器

A15架构细节

    A15的架构整数流水线为15级（Tegra 3为A9构架），重排序缓冲内保留大约128个已解码指令，分支预测同样得到了改进，能对长流水线做出一定的弥补。不仅如此，A15的前端相比A9加宽50％，指令拾取带宽翻番，有利于提升指令级并行(ILP)，而为了充分利用三宽度发射，ARM大大增加了重排序缓冲(ROB)和所有相关数据结构的尺寸。

A15架构图解（图片来自My brivers.com）

    执行核心方面，A15的执行端口与执行单元都多于A9，均有助于提升ILP、单线程性能。除此之外，还采用了多重、独立的发射队列的方式，以保持高频率。每一个发射队列都可以接受最多三条指令，所有的发射队列都可以并行分发。

A15执行端口图解（图片来自My brivers.com）

相比A9，A15也可以执行乱序指令

    A9上所有的浮点/NEON指令都必须顺序执行，但在A15上可以乱序（PS:独立载入可以乱序执行）

A15采用了集成式二级缓存结构

    A9采用独立IP块。A15的一级、二级缓存延迟基本没变，不过在一些情况下应该会比A9多上1-2个时钟周期。二级缓存TLB和其它数据结构增大，以满足整个架构的需要。

功耗控制

    NVIDIA宣称，经过SPECint2000测试(该测试可充分压榨CPU资源)，Tegra 4/3的单线程整数成绩表现相同，但是Tegra 4的功耗要低40%，再用性能除以功耗，Tegra 4在能效方面要胜出75%。

功耗对比（图片来自My brivers.com）

    Tegra 4用于移动设备时的一种政策：刻意限制频率以控制功耗。四个主力核心都使用相同的电压和频率层，只是每个核心都可以通过电源栅极单独开关，该设计与Intel设计方式相仿，缺点是每个核心电压与频率层都不是单独的，功耗方面还是有些欠缺。

    除此之外，我们知道英伟达是独立显卡巨头，相信它的GPU方面比其他同等级别芯片的优势更加显而易见，Tegra 4拥有72颗GeForce GPU核心，其数量是上代Tegra 3的六倍之多。

    不仅如此，该机还支持4K超高清视频解码，并有所谓的“PRISM 2 Display”显示技术，能够保证最清晰的画质体验，图形以及游戏性能自然可以得到大幅度提升。可以说，Tegra 3到Tegra 4在性能提升数倍的同时，构架与功耗控制都有一个质的飞越。

    看完笔者的分析之后相信对Tegra 4有一个深入的了解。介绍完该机的处理器我们来看一下该机闪存等其他的芯片。