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英偉達(dá)叱咤手機(jī)SoC這些年,它的經(jīng)典GPU看我細(xì)細(xì)盤點(diǎn)

2016/01/08
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小編語(yǔ):手機(jī) GPU 的命運(yùn)和 CPU 差不多,都在隨著智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)趨緩而開始進(jìn)入微利時(shí)代,英偉達(dá)從手機(jī) GPU 轉(zhuǎn)向汽車和其他應(yīng)用領(lǐng)域也是必然,而且轉(zhuǎn)向的動(dòng)作快慢關(guān)乎生死。目前看英偉達(dá)已經(jīng)成功了,誰(shuí)會(huì)倒下捏……

前一篇,筆者帶大家回顧了德州儀器(TI)曾經(jīng)的那些經(jīng)典手機(jī)主控,不過(guò),德儀發(fā)跡于 WM、塞班時(shí)期,在 Android 時(shí)代早期就黯然退場(chǎng),對(duì)于現(xiàn)代的手機(jī)用家來(lái)說(shuō),或許有著相當(dāng)?shù)木嚯x感。今天要講到的這個(gè)品牌,大家相對(duì)而言就要熟悉得多了,因?yàn)樗?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/499739.html">圖形處理器(GPU)領(lǐng)域的巨頭,現(xiàn)在又是智能汽車版圖上的霸主——它的名字叫做英偉達(dá) Nvidia。

● 你知道 Tegra 你知道圖睿么

說(shuō)到 Nvidia 的移動(dòng)處理器 Tegra,很多人會(huì)立刻想到當(dāng)年叱咤一時(shí)的 Tegra2,不過(guò),估計(jì)沒(méi)幾人見(jiàn)過(guò)初代 Tegra,更不會(huì)知道它還有個(gè)中文名稱叫做“圖睿”——正如它的 GPU 兄弟其實(shí)也有個(gè)中文名“精視(GeForce)”一樣。言歸正傳,Nvidia 的第一代移動(dòng)處理器其實(shí)是·很多很多年前的 GoForce 系列(準(zhǔn)確說(shuō)來(lái),GoForce 是給早期手機(jī)主控設(shè)計(jì)的“外掛”GPU,但其最后一個(gè)版本 GoForce 6100 已經(jīng)具備了完整移動(dòng)處理器的結(jié)構(gòu))。

 

之后,接替 GoForce 6100 的就是初代 Tegra APX2500(發(fā)布的時(shí)候叫 APX2500,早于 Tegra 品牌發(fā)布,后來(lái)更名為 Tegra APX2500),這是一顆雙核心 ARM 11 處理器——是的你沒(méi)有看錯(cuò),ARM 11 也有雙核心配置,且 Tegra APX2500 的圖形部分已經(jīng)是基于 GeForce 6 系列架構(gòu),和后來(lái)的 Tegra2 十分接近。

Tegra APX2500 最初只能支持 Windows Mobile 系統(tǒng),這可能與 NV 以及微軟之間的親密合作不無(wú)關(guān)系,后者就利用 Tegra APX2500 推出過(guò) ZUNE HD 媒體播放器,后來(lái)還有 Kin 系列社交手機(jī)。然而,無(wú)論 ZUNE HD 還是 Kin,最終都在市場(chǎng)上暴死,Nvidia 進(jìn)軍移動(dòng)平臺(tái)的第一部旗選錯(cuò)了伙伴,摔得不可謂不慘。

 

 

● Tegra2,黑科技(?)的開端

在 Tegra 上因?yàn)殛?duì)友的原因栽了個(gè)跟頭(歷史真是驚人的相似@NV1),Nvidia 迅速地轉(zhuǎn)移戰(zhàn)略重心,將適配平臺(tái)轉(zhuǎn)向當(dāng)時(shí)開始爆紅的 Android,并同時(shí)融入了最新的 ARM 架構(gòu),于是乎,Tegra2 帶著“全球第一款雙核 A9 處理器”、“源自 GeForce 的圖形技術(shù)” 等種種光環(huán)在 2010 年面世了。

世界上第一部雙核手機(jī) LG Optimus 2X,被載入吉尼斯世界紀(jì)錄

由于當(dāng)時(shí) Tegra2 面對(duì)的至多是超頻版的高通 MSM8255T、德儀 OMAP3640 等單核主控,雙核 A9 的強(qiáng)大性能確實(shí)足以完勝競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,Tegra2 也就由此一炮打響,Nvidia 更是不失時(shí)機(jī)地宣稱自家主控能夠提供“主機(jī)級(jí)游戲體驗(yàn)”,籠絡(luò)了一批游戲廠商為 Tegra 芯片制作獨(dú)占游戲。一時(shí)間,Tegra2 風(fēng)光無(wú)限,國(guó)內(nèi)外皆有 Tegra2 手機(jī)涌現(xiàn)。

不過(guò),好景不長(zhǎng),隨著競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手紛紛推出更成熟的雙核主控,Tegra2 在性能和架構(gòu)上的不足逐漸顯現(xiàn):沒(méi)有 Neon 浮點(diǎn)加速單元使得 Tegra2 的多媒體軟解性能孱弱、單通道內(nèi)存和較低的主頻也使得整體體驗(yàn)算不上很好;甚至是在 Nvidia 引以為傲的圖形處理能力方面,Tegra2 也被批評(píng)使用了老舊的頂點(diǎn)貼圖分離式架構(gòu),兼容性和未來(lái)升級(jí)空間不足。

 

● 趕工的 Tegra3,NV 開始走下神壇

差不多兩年之后,2011 年底,Nvidia 終于宣布了 Tegra2 的接替者 Tegra3,雖然也算是當(dāng)時(shí)最早的四核 A9 處理器之一,但與 Tegra2 相比,Tegra3 除了增加兩個(gè) CPU 核心和 50%的繪圖單元并加入了 Neon 指令集之外幾乎毫無(wú)改進(jìn)。技術(shù)上缺乏足夠的支持、市場(chǎng)上口碑已經(jīng)不算很好,加上 Tegra 芯片一直沒(méi)有集成基帶方案,手機(jī)制造商需要自行外掛基帶處理器,無(wú)形中增大了產(chǎn)品開發(fā)難度并增加了開發(fā)成本。

Tegra3 的少數(shù)精品手機(jī):小米 3(移動(dòng)版)

結(jié)果,Tegra3 時(shí)代的手機(jī)陣營(yíng)明顯縮水,Nvidia 一方面意識(shí)到?jīng)]有集成基帶所導(dǎo)致的市場(chǎng)推廣困難問(wèn)題,另一方面也不得不開始思索新的產(chǎn)品發(fā)展方向……

 

● 專注游戲與車機(jī)的 Tegra4 與毫無(wú)存在感的 4i

早在 Tegra2 時(shí)代,Nvidia 就憑借著 PC 市場(chǎng)的影響力和自身對(duì)未來(lái)技術(shù)方向的敏銳嗅覺(jué),“勾搭”上了大眾集團(tuán),為大眾的汽車多媒體系統(tǒng)提供主控。雖然在手機(jī)市場(chǎng)上性能不濟(jì),但 Tegra2 的性能遠(yuǎn)勝過(guò)以往任何一款車用處理器,足以為汽車提供劃時(shí)代的多媒體交互體驗(yàn)。(你們要知道,直至 2016 年,許多國(guó)產(chǎn)車機(jī)所使用的主控性能甚至沒(méi)有超過(guò) Tegra2)

奧迪 A8 上的矩陣式大燈,使用三個(gè) Tegra3 控制燈光強(qiáng)度和照射角

到了 Tegra4 時(shí)代,Nvidia 已經(jīng)很明顯地放棄了手機(jī)平臺(tái):4 核心 A15 +72ALU 分離式架構(gòu) GPU 的設(shè)計(jì)可謂簡(jiǎn)單粗暴地堆規(guī)格。新加入性能強(qiáng)大的獨(dú)立 ISP 看似是為移動(dòng)設(shè)備攝像頭服務(wù),不如說(shuō)是為車用圖像識(shí)別做著鋪墊。也許是為了進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)自身 GPU 在游戲上的優(yōu)勢(shì),Nvida 只花了幾個(gè)月的時(shí)間,就研發(fā)出了 SHIELD 掌機(jī)。除了業(yè)界領(lǐng)先的移動(dòng)游戲性能之外,SHIELD 的賣點(diǎn)還包括與 PC 之間的游戲串流控制——換句話說(shuō),得益于 GeForce 而起家的 Tegra,如今再度成為了 GeForce 的附庸。

SHIELD 掌機(jī),或者說(shuō) SHIELD 有屏手柄(笑)

當(dāng)然,老黃并沒(méi)有完全放棄手機(jī)市場(chǎng),Tegra4 家族中也包括一款集成基帶的 Tegra 4i,但此時(shí) Nvidia 在移動(dòng)市場(chǎng)已經(jīng)份額全失,4i 如同石沉大海,沒(méi)有驚起任何波瀾。隨著 Tegra 4i 的結(jié)束,Nvidia 也就正式告別了手機(jī)主控市場(chǎng)。

 

● 智能汽車與超算的時(shí)代:Tegra K1、X1 以及以后

可以看出,從 Tegra2 到 Tegra4,Nvidia 在技術(shù)層面上一直都沒(méi)有創(chuàng)新,只是在不斷地堆規(guī)格。這并不是因?yàn)?NV 缺乏創(chuàng)新能力,而恰恰是因?yàn)樗麄兊母拍钸^(guò)于超前,需要等待合適的制程來(lái)實(shí)現(xiàn)。有些悲劇的是,在下定決心離開手機(jī)市場(chǎng)之后,Nvidia 終于等到了兩樣能夠讓他們實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的技術(shù):一是自研的 Denver 超標(biāo)量處理器架構(gòu),二是能耗比極高的 Kepler GPU 架構(gòu),將二者結(jié)合起來(lái),于是就誕生了空前強(qiáng)大的 Tegra K1 處理器。

Tegra K1 擁有多達(dá) 192 個(gè)統(tǒng)一架構(gòu)的 GPU ALU(算術(shù)邏輯單元),不僅僅比 Tegra4 多了一倍還多,更重要的是架構(gòu)上從 GeForce 7(G71)一舉“躍遷”到了 GeForce GTX Titan(GK200),在編程上大幅簡(jiǎn)化了,對(duì)最新的并行計(jì)算技術(shù)和人工智能模擬也可以實(shí)現(xiàn)很好的支持。Nvidia 指望將 Tegra K1 用于智能客廳娛樂(lè)系統(tǒng)以及未來(lái)的智能交通設(shè)備。

在那之后,我們又看到了采用 256 個(gè) ALU Maxwell 架構(gòu) GPU 的 Tegra X1,更強(qiáng)的性能和更高的能效比,Nvida 已經(jīng)完全走上了一條“移動(dòng)超級(jí)電腦”之路?;?Tegra X1 研發(fā)的 Drive PX 自學(xué)習(xí)行車電腦就是 NV 野心的明證。

在今年的 CES2016 上,Nvida 剛剛發(fā)布了最新的 Drive PX2:其使用了四個(gè) Cortex A57+兩個(gè) Denver 的 CPU,還有尚未發(fā)布的 Pascal 架構(gòu) GPU,號(hào)稱超越 GTX Titan 的計(jì)算性能。值得回味的是,Nvidia 甚至沒(méi)有為新主控單獨(dú)命名——也許對(duì)于 NV 來(lái)說(shuō),Tegra 的名號(hào)已經(jīng)不再重要,Drive PX 所代表的未來(lái)智能交通才是 NV 的新未來(lái)。

英偉達(dá)

英偉達(dá)

NVIDIA(中國(guó)大陸譯名:英偉達(dá),港臺(tái)譯名:輝達(dá)),成立于1993年,是一家美國(guó)跨國(guó)科技公司,總部位于加利福尼亞州圣克拉拉市,由黃仁勛、克里斯·馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同創(chuàng)立。公司早期專注于圖形芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),隨著公司技術(shù)與業(yè)務(wù)發(fā)展,已成長(zhǎng)為一家提供全棧計(jì)算的人工智能公司,致力于開發(fā)CPU、DPU、GPU和AI軟件,為建筑工程、金融服務(wù)、科學(xué)研究、制造業(yè)、汽車等領(lǐng)域的計(jì)算解決方案提供支持。

NVIDIA(中國(guó)大陸譯名:英偉達(dá),港臺(tái)譯名:輝達(dá)),成立于1993年,是一家美國(guó)跨國(guó)科技公司,總部位于加利福尼亞州圣克拉拉市,由黃仁勛、克里斯·馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同創(chuàng)立。公司早期專注于圖形芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),隨著公司技術(shù)與業(yè)務(wù)發(fā)展,已成長(zhǎng)為一家提供全棧計(jì)算的人工智能公司,致力于開發(fā)CPU、DPU、GPU和AI軟件,為建筑工程、金融服務(wù)、科學(xué)研究、制造業(yè)、汽車等領(lǐng)域的計(jì)算解決方案提供支持。收起

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