Nvidia Tegra 4 mit vier Cortex-A15-Kernen

Schon im Vorfeld der CES hatte es Spekulationen um den ersten 28-Nanometer-Tegra von Nvidia gegeben, die der vor allem für Grafikchips bekannte Hersteller nun bestätigte: Der Tegra 4 besitzt vier, eigentlich sogar fünf CPU-Kerne mit der leistungsfähigen ARM-Mikroarchitektur Cortex-A15 sowie eine GPU mit 72 Einheiten. Letztere sind allerdings noch nicht als "Unified Shader" ausgeführt, sondern eher mit ihren Vorgängern aus dem Tegra 3 verwandt. Trotzdem dürfte der Tegra 4 eines der zurzeit leistungsfähigsten ARM-SoCs sein. Ein genaues Lieferdatum der ersten Tegra-4-Chips sowie die Leistungsaufnahme des Prozessors hat Nvidia freilich nicht genannt. Als konkretes Gerät wurde aber die Spiel-/Streaming-Konsole Shield vorgestellt, die im zweiten Quartal des neuen Jahres erhältlich sein soll.

Bisher ist erst ein einziges konkurrierendes System-on-Chip (SoC) mit Cortex-A15 auf dem Markt, nämlich der Samsung Exynos 5250, der im Android-Tablet Google Nexus 10 sowie in einem Samsung-Chromebook zum Einsatz kommt. Der Exynos 5250 hat zwei Cortex-A15-Kerne und eine ARM-Mali-GPU. Auch Samsung nennt die nominelle Leistungsaufnahme oder TDP des Exynos 5570 nicht, wohl aber die maximale Taktfrequenz von 1,7 GHz. Die Kerne des Tegra 4 sollen hingegen bis zu 1,9 GHz erreichen, wie Anandtech meldet. Den Nvidia-Chip fertigt demnach TSMC mit dem Prozess 28HPM, der sowohl besonders sparsame als auch schnelle Transistoren ermöglicht.

Wie beim Tegra 3, der vier Cortex-A9-Kerne sowie einen speziellen "Stromsparkern" besitzt, gibt es auch beim Tegra 4 einen fünften Cortex-A15. Dieser ist für das Betriebssystem unsichtbar, vermutlich aus sparsameren Transistoren aufgebaut und taktet weitaus niedriger als die anderen vier. Bei geringer Systemlast soll er den Akku schonen. Nvidia nennt für die gleichzeitig angekündigte Spielkonsole Shield mit 5-Zoll-Display und 38-Wattstunden-Akku bis zu 24 Stunden Akkulaufzeit bei der Videowiedergabe; das entspricht einer mittleren Leistungsaufnahme von 1,6 Watt für das gesamte Gerät.

Beim Spielen soll die Shield allerdings bloß 5 bis 10 Stunden durchhalten; dann beträgt die Leistungsaufnahme also 3,8 bis 7,6 Watt im Mittel. Geht man von gleicher Helligkeit des Displays wie beim Videoschauen aus, dann schluckt der Tegra 4 samt RAM und WLAN- oder LTE-Anbindung grob geschätzt mehr als 5 Watt in der Spitze.

Nvidia plant auch eine Smartphone-Version des Tegra 4, die deutlich sparsamer arbeiten soll als der Tegra 3; die Leistungsaufnahme im Leerlauf und im Standby-Modus sinkt also, während die TDP unter Volllast gestiegen sein dürfte.

Die GPU-Performance des Tegra 4 beziffert Nvidia nicht genau, doch es sind 72 statt wie beim Tegra 3 bloß 12 "Custom Cores" vorhanden. Auch damit dürfte der Tegra 4 nicht an jene Performance herankommen, welche die noch aktuelle Generation der Spielkonsolen Xbox 360 und Playstation 3 liefert. Deren Technik stammt aus den Jahren 2006/2007.

(Update:) Die ursprüngliche Behauptung, einige aktuelle Tablet-GPUs seien schneller als jene der erwähnten Spielkonsolen, trifft nicht zu. Manche Tablets zeigen 3D-Szenen zwar mit deutlich höheren Auflösungen, doch die Performance lässt sich nicht so leicht vergleichen. GPUs stationärer Konsolen können beispielsweise viel höhere Datentransferraten zum Grafikspeicher nutzen und sind effizienter beim Streaming von Texturen. Die Xbox 360 bietet Hardware-Tessellation. Der GPU der PS Vita gönnt Sony Wide-I/O-RAM für hohe Datentransferraten. (/Update)

Der Tegra 4 unterstützt 4K-Auflösungen. Nvidia hebt zudem den verbesserten Bildprozessor für die eingebaute Kamera hervor, die "Computational Photography Engine". Sie soll außer einem speziellen Bildverarbeitungs-Prozessorkern auch die GPU- und CPU-Einheiten des Tegra 4 nutzen.

Nvidia hat auch die Anbindung des RAM verbessert, die beim Tegra 3 bloß aus einem einzigen 32-Bit-Speicherkanal für LPDDR2-SDRAM besteht. Nun sollen zwei Kanäle angesteuert werden sowie schnelleres LPDDR3-RAM.

Ebenfalls neu ist das LTE-"Softmodem" i500, das Nvidia zusammen mit dem Tegra 4 verkaufen will. Es stammt wohl im Wesentlichen von der 2011 zugekauften Firma Icera. (ciw)