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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
ArchitectureARM
Vorgestellt am08.01.2013
Produktinformationen beim HerstellerNVIDIA Tegra 4

Benchmarks

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* Smaller numbers mean a higher performance

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Autor: Klaus Hinum (Update: 15.05.2018)