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NVIDIA Tegra X1 Maxwell GPU

NVIDIA Tegra X1 Maxwell GPU

Die NVIDIA Tegra X1 Maxwell GPU (Nachfolger von Tegra K1) ist die integrierte Grafikeinheit in Nvidias ARM-SoC Tegra X1, der im Januar 2015 vorgestellt wurde und in Tablets sowie eingebetteten System zum Einsatz kommt. Die GPU verfügt über 256 Shadereinheiten und taktet mit maximal 1.000 MHz. Das Speicherinterface stellt eine Bandbreite von bis zu 25,6 GB/s zur Verfügung (2x 32 Bit LPDDR4-3200).

Architektur

Die Tegra-X1-GPU basiert auf Nvidias Maxwell-Architektur und verfügt über zwei SMMs (Streaming Multiprocessors), die jeweils 128 CUDA-Kerne und 8 TMUs beinhalten. Insgesamt kommt der Chip somit auf 256 Shadereinheiten und 16 TMUs, zudem wurde 16 ROPs verbaut. Bei einer maximalen Taktrate von 1.000 MHz ergibt sich daraus eine Rechenleistung von bis zu 512 GFLOPS (FP32). Unter bestimmten Bedingungen können die ALUs statt einer FP32- auch zwei FP16-Operationen parallel ausführen, sodass die theoretische FP16-Performance sogar bei 1.024 GLOPS liegt. Bereits auf dem Papier übertrifft Tegra X1 so deutlich das Vorgängermodell Tegra K1 (365 GFLOPS FP16/FP32 bei 950 MHz), zudem ist die Maxwell-Architektur pro GFLOP weit schneller als Kepler. Zu den unterstützten Grafik-APIs zählen unter anderem OpenGL ES 3.1, OpenGL 4.5, CUDA 6.0 sowie DirectX 11.2 (laut Nvidia auch DirectX 12, sobald veröffentlicht).

Performance

Erste Benchmarks bescheinigen Tegra X1 im GLBench rund die doppelte 3D-Performance von Tegra K1 oder der PowerVR GXA6850 (Apple A8X), den bisherigen Spitzenreitern unter den Grafiklösungen im ARM-Segment. Dies entspricht der Leistung einer einfachen dedizierten Notebook-Grafikkarte wie der GeForce GT 740M. Selbst anspruchsvollste Android-Spielen sollten damit auch in Auflösungen über FullHD flüssig bewältigt werden.

Features

Die überarbeitete Videoeinheit beherrscht nun auch den modernen H.265-Codec und kann 4K-Videos mit bis zu 60 fps wiedergeben. Beim 4K-Encoding ist die Framerate auf 30 fps begrenzt. Darüber hinaus werden viele weitere Codecs wie VP8, VP9 oder H.264 unterstützt. Dank HDMI 2.0 kann 4K60-Material auch an externe Displays ausgegeben werden (max. 2 Displays parallel).

Der integrierte Dual ISP bewältigt bis zu 1,3 GP/s und kann mit 6 Kameras (max. 100 MP, 4.096 Fokuspunkte) gleichzeitig umgehen.

Leistungsaufnahme

Tegra X1 dürfte insbesondere durch die leistungsstarke GPU erneut zu den energiehungrigsten ARM-SoCs auf dem Markt zählen, sodass ein Einsatz in Smartphones relativ unwahrscheinlich ist. Auch in Tablets wird der Chip womöglich nur mit leicht reduzierten Taktraten antreten. Die Fertigung erfolgt, genau wie beim Apple A8/A8X, in einem 20-Nanometer-Prozess bei TSMC.

HerstellerNVIDIA
CodenameErista
ArchitekturMaxwell
Pipelines256 - unified
Kerntakt1000 MHz
Speichertakt3200 MHz
Speicherbandbreite64 Bit
Shared Memoryja
DirectXDirectX 11.2
Herstellungsprozess20 nm
FeaturesCUDA 6.0, OpenGL ES 3.1, AEP
Erscheinungsdatum05.01.2015
CPUGPU Base SpeedGPU Boost / Turbo
Nvidia Tegra X18 x 2000 MHz? MHz1000 MHz

Benchmarks

GFXBench (DX / GLBenchmark) 2.7
T-Rex HD Offscreen C24Z16 1920x1080 +
T-Rex HD Onscreen C24Z16 +
GFXBench 3.0 - Manhattan Offscreen OGL off screen
min: 40     avg: 53.5     median: 54 (10%)     max: 65 fps
GFXBench 3.0 - Manhattan Onscreen OGL on screen
min: 22     avg: 43.4     median: 48 (13%)     max: 55 fps
Basemark X 1.1 - High Quality
min: 38721     avg: 41415.5     median: 41415 (94%)     max: 44110 fps
Basemark X 1.1 - Medium Quality
min: 42460     avg: 43721     median: 43721 (97%)     max: 44982 fps
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- Durchschnittliche Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
* Smaller numbers mean a higher performance

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Leistungsklasse 1
Leistungsklasse 2
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GeForce GTX 570
GeForce GTX 560 Ti
Radeon HD 5850
GeForce GTX 460 768MB
Radeon HD 6790
Radeon HD 4850
Leistungsklasse 3
Radeon HD 5770
GeForce GTX 550 Ti
GeForce GTS 450
Radeon HD 5670
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Mali-G76 MP4 *
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Radeon HD 4350
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Chrome9HD *
Leistungsklasse 6
unknown *

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Autor: Klaus Hinum (Update: 15.05.2018)