Nvidia Tegra 4: může se prosadit?

Pracovní frekvence SoC

Jak jsme si řekli v předchozí kapitole, tak Nvidia Tegra 4 staví na jádru Cortex A15, které je na SoC integrováno v počtu 4. Každé z těchto jader má stejnou voltáž a frekvenci, ale každé z těchto 4 jader může být řízeno individuálně podle specifické aplikace. Intel své řešení staví podobně, ale například Qualcomm má nezávislé plány pro každé (frekvence a voltáž) jádro.

Nvidia se snaží v případě Tegra 4 dostat na vyšší pracovní frekvence, ale velký rozdíl tady samozřejmě nečekejme (maximálně v řádu 200 - 300 MHz u nejvyšší pracovní frekvence). Podle Nvidie nové SoC na této bázi mohou pracovat na frekvenci až 1,9 GHz pro všechna 4 jádra, což prozatím odpovídá oznámeným produktům (převážně tabletům – například HP Slate Pro 8 má pracovní takt 1810 MHz). Doplňkové páté jádro bude pracovat na podstatně menší frekvenci okolo 800 MHz. Nvidia neposadila nijak zásadně dále ani frekvenci GPU, které by mělo na referenčním SoC pracovat na taktu 672 MHz, což je zhruba 150MHz bonus oproti minulé generaci.

Nvidia se nikde moc nehlásí k tomu, aby oficiálně stanovila nejmenší možný takt v případě nečinnosti, ale zase podle doposud uvedených a ohlášených produktů by se mohlo jednat o frekvenci 50 MHz. Tato frekvence samozřejmě není nijak zásadně zajímavá, ale může přispět k o něco větší výdrži platformy na baterie.

Quad-core jen tak nezmizí

Tegra 4 se na trh teprve dostává, a tak někoho může zamrzet to, že se jedná zase o konfiguraci 4+1, což znamená starý dobrý quad-core. V době honby za výkonem jsem čekal, že u této generace již Nvidia bude mít možnost při nějakém pokročilejším výrobním procesu zaskočit konkurenci vyšším počtem jader. Společnost ale zřejmě došla k závěru, že při současných možnostech architektury ARM a výrobním procesu, respektive nákladům, je výhodné zůstat u quad-core designu. V tomto ohledu se Nvidii nedá příliš mnoho vyčítat a konkurence toho nenabízí více. Cortex A15 je dostatečně výkonné jádro, takže by Tegra 4 neměla mít v tomto ohledu žádné problémy pokud ano, tak to vynahradí výkonným GPU, kde má Nvidia velké know-how.

Princip fungování quad-core SoC není nepodobný tomu, co známe dlouhá léta z PC. 4 jádra mají nespornou výhodu v tom, že pokud zde existuje možnost, jak řídit jejich frekvenci a voltáž, pak můžeme docílit efektivního výkonu nejen pro multi-thread aplikace, ale také nepřijdeme o slušný výkon v případě single-thread aplikací. V prvním jmenovaném případě jednoduše zapřáhneme všechna čtyři jádra pro aplikaci na nejvyšší možné frekvenci pro tuto konfiguraci (řekněme 1,8 GHz) a v druhém případě, kdy potřebujeme co možná nejvyšší výkon pro jednovláknové aplikace, pak vypneme 3 jádra a jedno jádro necháme pracovat na co možná nejvyšší frekvenci, která by neohrozila maximální TDP pro daný SoC (řekněme 2,3 GHz). Výkon bude samozřejmě nižší než v případě multi-thread, ale díky možnému zvýšení frekvence u jednoho jádra na úkor ostatních dostaneme lepší výkon a flexibilnější platformu.
Nvidia si byla zřejmě velmi dobře vědoma toho, jak se bude vyvíjet situace na trhu s mobilními SoC, a tak se místo honby za počtem jader soustředila na výkon GPU a také provozní vlastnosti. Možná bychom díky přítomnosti 4jádrových telefonů a tabletů mohli předpokládat, že na trhu převládají aplikace podporující více jader, ale bohužel tomu tak není. Single-threaded výkon je stále alfou a omegou úspěchu u většiny zařízení a operačních systému.

Tegra 4 s přechodem na 28nm výrobní proces ovšem zůstává stejně velkým čipem jako předchozí Tegra 3 na 40nm. Plocha se u minulé generace pohybovala okolo 80 mm² a v případě Tegra 4 je velikost podle Nvidie téměř shodná, za což samozřejmě může výrazný růst počtu tranzistorů, na čemž lví podíl mají především podstatně obsáhlejší datové struktury nového SoC. Tegra 4 není malá a je možné, že rentabilita tohoto SoC bude podobná jako v případě předchozí generace, ale koncové spotřebitele toto trápit příliš nemusí.

Když se nad celou akcí Tegra 4 zamyslíme z hlediska nákladů pro společnost, tak zřejmě dojdeme k závěru, že Tegra 4 bude Nvidii stát více než Tegra 3. Wafer na 28nm HPL (Tegra 4) bude stát Nvidii nepochybně více než 40nm LPG wafer u TSMC (Tegra 3). Nvidia v případě prodejní taktiky pro předešlou Tegra 3 zvolila takovou cenu, aby mohla konkurovat zaběhnutým výrobcům, jako je Qualcomm, a v případě Tegra 4 dodrží zřejmě známý postup. Otázkou ovšem zůstává, zda je toto dlouhodobě dobrá taktika pro obsazení trhu. Prozatím se zdá, že Nvidia stejně hraje druhé housle na poli mobilních SoC a přes dílčí úspěchy (Microsoft Surface nebo Google Nexus 7) nemá s čím konkurenci vypálit rybník. Celkově ovšem nižší cena dokáže přesvědčit integrátory a Nvidii dá čas dodělat pro platformu Tegra nezbytné součásti (Wifi, baseband, RF front-end atd.). Nvidia ale zřejmě ví, co dělá a postupně se k úspěchu (možná v omezené míře) dopracuje. Konkurenční Qualcomm je velmi silný a největší výrobci mobilů a tabletů si navrhují SoC (byť na architektuře ARM) pod vlastní střechou (Samsung nebo Apple).