Android 3.0 的硬件关键: NVIDIA Tegra 2 介绍

Chevelle Fu
Chevelle Fu
2011年05月27日, 上午 11:00

自从 Android 3.0 推出后,Tegra 2 这个名词就不断出现,什么是Tegra 2? Tegra 2 对 Android 平板为何重要? Tegra 2 是由辉达 NVIDIA 所推出的应用处理器(Application Processor),是针对新一代智慧手机与平板计算机为目标市场所推出的高效能产品。

而Tegra 2在Android平板占有重要一席之地的原因,就是第一款 Google Experience DeviceGED)的 Android 3.0 平板、 Motorola XOOM ,所采用的核心,就是Tegra 2,这也奠定其他厂商在投入 Android 3.0 平板终端会优先选择 Tegra 2 的契机。同时, Tegra 2 也是业界首款采用 ARM Cortex-A9 多核心架构的应用处理器,并且支持完整的 Flash Player GPU 加速能力。谈到 Tegra 2 就得提到 NVIDIA 进军应用处理器的过去,回到2008年,NVIDIA 当时在PC平台受到当时合作伙伴 AMD 收购竞争对手 ATI 、在 Intel 处理器芯片组供应又持续遭受 Intel 刁难以及 Intel 即将把显示器整合入处理器的影响,NVIDIA 开始思索因应之道;在当时看上 ARM 处理器架构在智慧手机以及可携上网装置的潜力,选择向 ARM 购买 ARM 11 架构授权,开始打造 NVIDIA 过去从未经营过的应用处理器,而结晶就是当年的 Tegra 一代。

但在当时,由于 NVIDIA 在应用处理器市场知名度不高,Tegra 仍未受到受到重视,仅在当时搭上微软,针对微软旗下的 Windows PhoneWindows CE 等系统进行支持,并成为当时微软多媒体播放器 Zune HD 的核心,后虽与德国VAG集团达成协议,打算将 Tegra 导入车载资通讯市场,不过一直到 Tegra 2 出现,才真正开花结果,2012年款的 Lamborghini Aventador LP-700 的行车计算机就确定是Tegra 2 核心,而整个 VAG 集团也将逐渐把 Tegra 应用处理器普及到旗下车款的行车计算机。

当时默默无名的 Tegra 虽未一炮而红,不过来自 NVIDIA 图形技术,支持 OpenGL ES 2.0 ,采取四个像素着色器以及四个顶点着色器作为架构的 GeForce ULP ,却让外界对 Tegra 的图形处理能力为之一亮,GeForce ULP 虽然不可能如桌上型平台的 GPU 拥有那么强大的图形处理能力,却展现不亚于掌上型游戏机的效能。而 NVIDIA 也不因为 Tegra 的挫败而放弃发展应用处理器的念头,2010年抢在其他应用处理器传统大厂之前,推出采用 ARM Cortex A9 双核架构的 Tegra 2 。

不过 Tegra 2 甫推出时,并未造成相当大的回响,真正酝酿 Tegra 2 翻身的功臣,其中一项就属 Google 推出 Android 3.0 Honeycomb 系统,Android 3.0在系统上最大的价值不仅是表面上 UI 对于平板使用的优化,关键因素则是原生支持更高的分辨率,使平板的高分辨率能够彻底发挥优势;由于 Tegra 2 首先获得 Google 的大力支援,抢先如高通、TI、三星等厂商成为少数能够在第一时间支持 Android 3.0 的平台,使得许多想在第一时间推出 Android 平板的厂商,选择采用 Tegra 2 作为产品的平台。


另外也是手持装置市场的起飞,虽然手持装置游戏的市场营收与传统手持游戏机仍有一段距离,不过许多小资本的游戏公司却在其中以小博大,最经典的例子就是 Angry Birds ,当 Angry Birds 正式出现在 Android Market 的第一天,甚至瘫痪下载服务器。也让传统游戏公司开始投入手持游戏的市场,而这些公司的强项就是华丽的画面,这也需要仰赖更强的图形能力。

目前 Android 平板上的 Tegra 2 ,在架构上采用两个频率 1GHz 的 Cortex A9 为负责运算用的核心,内部整合音效处理、1080p H.264 硬件影像译码、硬件影像编码,JPEG 图形译码以及支持最高12MP相机,当然最重要的,还是整合 NVIDIA 最引以自豪的 GeForce ULP GPU ,虽然 GPU 架构与 Tegra 一代大致相同,不过由于带宽以及频率提升,图形效能仍比 Tegra 一代强上许多。

不过对于使用者比较有切身关系的,除了效能的提升以外,另外就是 NVIDIA 来自PC Game与PC Game合作厂商的良好关系, NVIDIA 为了提升 Tegra 平台在 Android 的游戏发挥空间,与许多游戏开发商开始洽谈针对 Tegra 优化,打造出不亚于掌上游戏机画面的高水平游戏,这些相关信息也能透过 Android 上的 Tegra Zone app 随时获取最新相关讯息。

而 NVIDIA 也不仅与这些传统游戏公司合作,也全力协助小而美的手机游戏开发商提升游戏质量,例如 Fruit Ninja 开发商 Halfbrick Studio 就在 NVIDIA 技术人员的协助下,推出针对 TEGRA 2 处理器的 HD 版本,不仅分辨率提升,还利用 3D图形让游戏中的水果更为立体。


另外, Tegra 2 还支持硬件 Adobe Flash 加速,利用 GeForce ULP 分担处理器运算 Flash 的重担,减少处理器的资源耗损,更能有效在读取大量具备Flash元素的网页像是 Youtube 或是 Facebook 网页内的小游戏,或是进行以 Flash 为基础的游戏时,减少整体的耗电,并且让处理器的资源更专注在其他运算方面。

当然 NVIDIA 也不会就此将计划打住,为了迎接其他应用处理器老牌厂商陆续推出双核产品的挑战,以及手持装置3D的热潮,将在2010年春季推出核心频率提升到1.2GHz的 Tegra 2 3D ,而年底代号 Kal-El (超人)的 Tegra 3 也准备将频率提升到1.5GHz,并且纳入 Tegra 2 未具备的 NEON 多媒体加速技术,图形能力将比现在的 Tegra 2 提升 5倍 的水平,并且依照 NVIDIA 的计划,2014年针对平板推出的新 Tegra ,效能将会是目前的 75~100 倍。

不过 NVIDIA 目前还在评估将 CUDA 平行运算纳入 Tegra 架构中,由于 CUDA 不仅是硬件上的支持,还需要视业界是否需要在手机上透过 CUDA 辅助的必要,毕竟手持装置的应用处理器与 PC 的 CPU 有着相当的架构差异, CUDA 是否能帮助现阶段的应用处理器带来更强的效能,还有待观察,并且在软件层如果无法获得软件厂商的支持,即便拥有 CUDA 也无法带来效益。
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