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Nvidia Tegra 4

NVIDIA 4

Der NVIDIA Tegra 4 ist ein leistungsstarker ARM-SoC für Tablets und Smartphones. Er wurde Anfang 2013 vorgestellt und beinhaltet unter anderem einen Cortex-A15 Quad-Core Prozessor mit maximal 1.9 GHz, eine GeForce-GPU mit 72 Shader-Einheiten, eine Videoengine und einen Dual-Channel DDR3L-1833 Speicherkontroller. Der Chip wird von TSMC in einem 28nm HPL-Prozess (Low Power mit High-K + Metal Gates, optimiert für geringes Leakage) gefertigt. Im Gegensatz zu vielen Konkurrenzmodellen verfügt Tegra 4 über kein internes Funkmodem. Aus diesem Grund bietet Nvidia ein optionales, externes Softmodem für UMTS- und LTE-Verbindungen namens i500 an.

Für Super Phones, Tablets und Clamshells sind die Varianten T40S und T40K gedacht, für Smartphones AP40, AP43, die sich durch Taktrate und auch Features (USB 3.0) unterscheiden.

Prozessor

Der 4-PLUS-1 getaufte Quad-Core-Prozessorteil beinhaltet eigentlich 5 Cortex-A15 Kerne, wobei jedoch der 5. Kern (Companion Core, maximal 700 - 800 MHz) nur zum Stromsparen dient und für das Betriebssystem nicht sichtbar ist. Wie beim Vorgänger Tegra 3 wird dies jedoch derzeit von Windows RT nicht unterstützt. Die Prozessorleistung hat sich gegenüber Tegra 3 deutlich verbessert, und auch andere High-End ARM-SoCs wie Apples A6X oder Qualcomms Snapdragon 600 können mit der Performance des Tegra 4 nicht mithalten. Erst Qualcomms Snapdragon 800 dürfte dem SoC je nach Anwendung gefährlich werden können.

Grafikeinheit

Die integrierte Tegra 4 GeForce Grafikkarte (Benchmarks) bietet 72 Shader-Einheiten und damit die 6-fache Anzahl der im Tegra 3 integrierte Low Power GeForce. Die Kerne sind jedoch weiterhin getrennt in Vertex- und Pixelshader und nicht "unified". Aus diesem Grund ist Tegra 4 nur eingeschränkt GPGPU-tauglich. Weiterhin fehlt die volle Unterstützung von OpenGL ES 3.0 sowie Direct3D über Version 9_1.

Dennoch zählt die GPU zu den schnellsten mobilen Grafikeinheiten Mitte des Jahres 2013. Von der theoretischen Rechenleistung liegt die Tegra-4-GPU auf einem Niveau mit Apples-A6X-SoC und über der Qualcomm Adreno 320. Auch der Apple A6 im iPhone 5 wird z.B. im GLBench 2.5 deutlich abgehängt (1.6-fache Leistung).

Features

Auch die Videoengine wurde deutlich überarbeitet und unterstützt nun 1440p VP8, H.264 HP 2560x1440 Encode und Decode.

Mit USB 3.0 (nicht alle Modelle) und eMMC 4.5 können theoretisch auch schnellere Speichermedien angeschlossen werden.

Leistungsaufnahme

Der Stromverbrauch soll laut Nvidia im Bereich des Tegra 3 bleiben und in vielen Anwendungsbeispielen auch deutlich darunter liegen (Idle, Videoplayback). Hierfür wurden unter anderem optionale Features wie PRISM entwickelt, um die Helligkeit des Displays bei gleichbleibenden Helligkeitseindruck zu drosseln. Unter Volllast dürfte der maximale Verbrauch je nach Modell und Kühlung bei etwa 4 bis 6 Watt liegen (Schätzung).

SerieNVIDIA Tegra
CodenameWayne (Cortex A15)
Taktung1800 - 1900 MHz
Anzahl von Kernen / Threads4 / 4
Herstellungstechnologie28 nm
Die Größe~80-85 mm2
GPUNVIDIA GeForce Tegra 4
Vorgestellt am08.01.2013
Produktinformationen beim HerstellerNVIDIA Tegra 4

Benchmarks

3DMark - Ice Storm Standard Physics 1280x720
min: 7154     avg: 11507     median: 12572.5 (8%)     max: 13727 Points
3DMark - Ice Storm Extreme Physics 1920x1080
min: 7088     avg: 12435     median: 13247 (16%)     max: 14232 Points
3DMark - Ice Storm Unlimited Physics 1280x720 offscreen
min: 7265     avg: 13301     median: 14012 (16%)     max: 16579 Points
Geekbench 2 - 32 Bit - Stream
min: 1090     avg: 1369     median: 1360 (11%)     max: 1669 Points
Geekbench 2 - 32 Bit - Memory
min: 2753     avg: 3785     median: 3885 (35%)     max: 4181 Points
Geekbench 2 - 32 Bit - Floating Point
min: 4075     avg: 5724     median: 6110.5 (12%)     max: 6620 Points
Geekbench 2 - 32 Bit - Integer
min: 1811     avg: 2580     median: 2565.5 (5%)     max: 3106 Points
Geekbench 2 - 32 Bit - Total Score
min: 2992     avg: 3787     median: 3887 (10%)     max: 4403 Points
Geekbench 3 - 32 Bit Multi-Core Score
min: 2511     avg: 2607     median: 2513 (4%)     max: 2797 Points
Geekbench 3 - 32 Bit Single-Core Score
min: 893     avg: 914     median: 922 (19%)     max: 927 Points
Linpack Android / IOS - Multi Thread
min: 500.495     avg: 634     median: 627.8 (21%)     max: 746.313 MFLOPS
Linpack Android / IOS - Single Thread
min: 211.167     avg: 556     median: 607.5 (59%)     max: 682 MFLOPS
Mozilla Kraken 1.1 - Total Score *
min: 4653.1     avg: 6407     median: 5456.7 (9%)     max: 10107.1 ms
Sunspider - 1.0 Total Score *
min: 384.5     avg: 617     median: 599.7 (7%)     max: 959.9 ms
Sunspider - 0.9.1 Total Score *
min: 390.8     avg: 660     median: 693.2 (7%)     max: 837.1 ms
Octane V2 - Total Score
min: 3368     avg: 4835     median: 4901 (9%)     max: 5934 Points
Vellamo 3.x - Browser
min: 2609     avg: 3237     median: 3204.5 (42%)     max: 3931 Points
Quadrant Standard Edition 2.0
min: 10553     avg: 14177     median: 12872 (30%)     max: 18324 points
AnTuTu v4 - Total Score
min: 30810     avg: 32973     median: 31905 (74%)     max: 38969 Punkte
AndEBench - Java
min: 542     avg: 719     median: 724 (22%)     max: 867 Iter./s
AndEBench - Native
min: 10580     avg: 12593     median: 12639 (41%)     max: 14784 Iter./s
PassMark PerformanceTest Mobile V1 - CPU Tests
min: 15149     avg: 16693     median: 16687 (2%)     max: 18124 Points
- Bereich der Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
- Durchschnittliche Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
* Smaller numbers mean a higher performance

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v1.14

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Autor: Klaus Hinum (Update: 15.05.2018)