Nvidia Tegra 3 lanse edildi; İşte detaylar!

Yorumlar

Erdi Özüağ

İnceleme, Test ve Analiz Editörü

Nvidia'nın yeni nesil Tegra 3 platformuna ilişkin kapsamlı bir makaleyi geçtiğimiz haftalarda sizlerle paylaşmıştık. Kal-El kod adını taşıyan ve endüstrinin dört çekirdekli ilk mobil SoC platformu olan Tegra 3'ü kullanan Asus Transformer Prime'ın bugün lanse edilmesiyle birlikte yeni işlemcinin genel özelliklerini bir kez daha hatırlamak istedik.

Tegra 2 platformuyla endüstride ilk defa çift çekirdekli Cortex-A9 işlemcisini kullanıma sunan ve bu sayede çok çok sayıda akıllı telefonda kendine yer bulan Nvidia, aynı zamanda Google'ın tabletler için geliştirdiği Honeycomb kod adlı Android 3.0 işletim sistemi için referans platform sağlayıcısı olmayı başarmıştı. Tegra 2'nin halefi olarak tasarlanan ve ilk tanıtımı Şubat ayındaki Mobil Dünya Kongresi'nde yapılan Tegra 3 platformuyla Nvidia, ir yandan performansı arttırırken, diğer taraftan güç tüketimini daha da aşağı çekiyor.

Nvidia Tegra 3 lanse edildi; Akıllı cihazlarda 4 çekirdek dönemi!

Tegra 2 ile kıyaslandığında Tegra 3'ün zar boyutunda neredeyse iki kata yakın bir büyümeden söz edebiliriz zira Tegra 2'nin 49mm2 olan zar boyutuna karşılık Tegra 3 ise 80mm2. Bu durumun arkasında yatan asıl neden, işlemci çekirdeklerinde ve grafik işlem birimlerinin sayısındaki artışa rağmen üretim teknolojisinin korunmuş olması zira her iki platform da TSMC tarafından 40nm fabrikasyon süreciyle üretiliyor. Tasarım olarak Tegra 2 ve Tegra 3'ün benzer izler taşıdığını ancak derinlere inildikçe ciddi farklılıkların ortaya çıktığını görüyoruz. Çatı tasarım olarak her iki platform da ARM'ın ARMv7 mimarisini temel alan Cortex-A9 tasarımını esas alıyor ancak Tegra 3'teki yenilikçi yaklaşımlar dikkatlerden kaçmıyor.

x86 arenasından farklı olarak çok sayıda üreticinin yer aldığı SoC pazarı için uzun vadede liderlik hedefi koyan Nvidia, yarıiletken tasarımındaki uzmanlığı ve sahip olduğu GPU teknolojileri ile fark yaratacağını sık sık dile getiriyor. Qualcomm, Samsung ve Texas Instruments gibi firmalardan farklı olarak çift çekirdekte performansı arttırmak yerine çekirdek sayısını arttırma yoluna giden Nvidia, aynı zamanda yenilikçi tasarım anlayışı sayesinde verimliliği arttırıyor. Bu noktada Nvidia'nın altını çizdiği temel nokta Değişken Eşzamanlı Çoklu İşlem teknolojisi. Bu sayede hangi çekirdeklerin kullanılacağı ve hangi saat hızlarında çalıştırılacağı dinamik olarak ayarlanarak, performans ve güç tüketimi arasında denge kurulabiliyor. Tabi buna temel görevler için devreye giren +1 konfigürasyonundanki beşinci çekirdek te eklenerek çok daha güçlü ve verimli bir işlemciye imza atılmış.

Nvidia Tegra 3 lanse edildi; İşte detaylar!

Tegra 2'den farklı olarak Tegra 3'te öne çıkan güncellemelerden biri de, NEON desteği. ARM tarafından geliştirilen Medya İşlem Motoru ile sağlanan bu destek Tegra 2'de bulunmuyordu. Medya uygulamalarında ciddi performans artışı getirecek olan NEON komut seti desteğinin, Nvidia'nın rekabet gücünü arttıracak detaylardan biri olduğu söylenebilir. Tegra 3'te L1 ve L2 bellek birimlerinin boyutları ise Tegra 2 ile aynı tutulmuş yani L1 için 32Kb/32Kb, L2 içinse 1MB olarak sabitlenmiş. Bilindiği üzere zar üstü bellek birimlerindeki artış, transistör sayısını ciddi şekilde arttırabiliyor ve bu durum ultra-düşük güç tüketimli işlemciler için enerji verimliliği adına işleri daha da zorlaştırabiliyor ki üretim teknolojisinin aynı kaldığı da dikkate alınırsa Nvidia'nın burada ağırlıklı olarak enerji verimliliğini dikkate aldığı söylenebilir.

Tabi çekirdek sayısı iki kat artarken, bellek kapasitesinin sabit kalması "darboğaz" yaşanır mı sorularını da akıllara getirmiyor değil fakat bu noktada devreye giren Nvidia, dört çekirdeği tam anlamıyla dolduracak kullanım senaryolarının pek olmayacağından sıkıntı yaşacağını düşünmüyor. Diğer taraftan L2 bellek erişiminin, Tegra 2 ile kıyaslandığında Tegra 3 üzerinde iki döngü daha hızlı olduğunu, L1 bellek erişiminde değişiklik yapılmadığını not düşelim. L2 bellek biriminin saf çalışma frekansı hakkında ise şu an açıklanmış bir detay bulunmuyor.

Yarıiletken tasarımında temel ilkelerinden birinin bir kez daha karşımıza çıktığını söyleyebiliriz. Temel tasarım özellikleri ve kullanılan mimari açısından radikal değişiklik içermeyen çiplerde, performans artışı için genellikle frekans arttırımına gidilir ki burada Nvidia'nın da benzer bir adım attığını ve Tegra 2 ile kıyaslandığında hızları yükselttiğini görüyoruz. Bilindiği üzere Tegra 2 platformu 1GHz'de çalışıyordu ve pazara yaygın olarak sunulmayan 1.2GHz hızında bir temsilcisi (Tegra 2 3D) daha bulunuyordu. Tegra 3'te ise tepe hızın 1.4GHz olarak belirlendiğini görüyoruz. Bu noktada işlemciye binen yük durumu ve çekirdek kullanım oranı büyük önem taşıyor zira tam yük altında görev yaparken en yüksek frekans olarak 1.3GHz'e kadar çıkan Tegra 3'te, daha hafif yük durumlarında ise hız 1.4GHz olarak belirlenmiş durumda. Beşinci çekirdeğin hızı ise 500MHz'de tutulmuş.

Tam yük altında Tegra 2'den daha fazla güç çeken Tegra 3, genel kullanımda ise Tegra 2 seviyesinde ya da daha düşük oranda güç tüketiyor zira kullanım alışkanlıklarına bağlı olarak ortak çekirdeğin devreye girdiği senaryolarda pil tüketimi Tegra 3 lehine azalıyor. 4+1 konfigürasyonlu yani özünde beş çekirdekli olan Tegra 3 platformunun hiç bir koşulda 5 çekirdek aynı aktif olarak çalışmadığına da dikkat çekelim. En kısa özetleme ile ortak çekirdek aktif iken yüksek performanslı diğer dört çekirdek kapalı ya da dört çekirdek aktif iken ortak çekirdek kapalı olarak kalıyor. LP yani düşük güç tüketimli üretim teknolojisi kullanılarak geliştirilen beşinci çekirdeğin temel işlevi, telefonun ana fonskiyonlarını çalıştırmak ve ağır iş yükü gerektirmeyen video ve müzik uygulamalarını üstlenmek.

Tegra 3 yongada sistem platformu için öne çıkan en dikkat çekici güncellemelerden biri de GPU üzerine. GPU tarafındaki güncellemenin mimari güncellemeden öte brute force olarak tanımlayabileceğimiz saf gücü, bilek gücünü arttırmaya yönelik evrimsel bir güncelleme olduğunu söyleyebiliriz. Tegra 2'deki grafik yongası ile aynı mimari anlayışın bir sonucu olan Tegra 3 grafik yongasından, yerini alacağı modele göre iki kat daha fazla yani 8 adet Pixel Shader ile geldiğiniz görüyoruz. Vertex Shader sayısında ise herhangi bir değişiklik bulunmuyor yani Tegra 2'de olduğu gibi Tegra 3'ün de 4 adet Vertex Shader ile geldiğini görüyoruz. Nvidia'nın, SoC için şu anda birleştirilmiş shader tasarımını tercih etmediği, bu yöndeki güncellemenin muhtemelen Tegra 4 ile geleceğini söyleyebiliriz.

GPU işlem birimlerindeki kritik noktalarda erişim sürelerini geliştirmeye yönelik güncellemeler yapan Nvidia, genel performansta Tegra 2'den 5 kat daha hızlı olduğunu söylediği Tegra 3 platformunun, saf grafik gücü söz konusu olduğunda ise 3 kat daha yüksek performans sunduğunu belirtiyor. Kaynakların %50 civarında arttırılmasıyla gelen 3 kata yakın artışın mobil uygulama geliştiriciler ve oyun yapımcıları için heyecan verici bir kazanım olduğu söylenebilir. Tegra 3 ile birlikte Nvidia artık 3D Stereoscopic desteği de sunuyor. Bu noktada şirketin Qualcomm ile rekabete girişeceği söylenebilir zira Istanbul'da düzenlenen IQ 2011 (Innovation Qualcomm) etkinliğinde Qualcomm da mobil odaklı 3D çalışmalarını göstermişti. Nvidia, 3D desteği sayesinde Youtube, kendi sitesi 3DVision Live ve çeşitli oyunların, bu desteğe sahip TV ve monitörlerde izlenmesini mümkün kılmak istiyor. Tabi PS3, Xbox 360 ve Wii kontrolcülerine gelen destek te oyun deneyimini bir adım ileriye taşıyacak.

Tegra 3'te tartışmalara açık gibi görünen nokta ise bellek kontrolcüsü. Texas Instruments başta olmak üzere SoC tasarımcıları yavaş yavaş çift kanal bellek kontrolcüsüne adapte olmaya başarken, artan çekirdek sayısına rağmen Nvidia'nın tek kanal kontrolcü ile devam ettiğini görüyoruz. 600MHz'e kadar LPDDR2 bellek desteği sunan Tegra 2'den farklı olarak Tegra 3'te 1066MHz'e kadar LPDDR2 ve 1500MHz'e kadar DDR3-L bellek desteği geliyor. Bellek veriyolunun aynı Tegra 2'deki 32-bit genişliğinde olduğu Tegra 3 platformunda, çekirdek sayısı rakip modellerden daha fazla olduğu için bantgenişliğinin Apple A5 ve Samsung Exynos 4210 gibi işlemcilere kıyasla daha düşük.

Aynı Şubat ayında Mobil Dünya Kongresi'nde yaptığı açıklamaya benzer şekilde Nvidia, bellek veri yolu desteğinin sıkıntı yaratmayacağını belirtse bile, mobil cihazlar için çıkmaya başlayan yüksek yoğunluklu uygulamaların veriyoluna ne kadar yük bindireceğini zaman gösterecek. Nvidia'nın tek kanal ile devam etmesinin bir başka önemli nedeni de, çift kanal kontrolcüsünün faydadan ziyade daha yüksek güç tüketimi nedeniyle zarar getirdiğini düşünmesi.Tegra 3 ile birlikte Nvidia, video hızlandırma motorunu da güncelliyor ve 40Mbps'ye kadar 1080p H.264 videolar için sorunsuz hızlandırma yapabiliyor. Tegra 3 platformu ile satışlarını daha da arttırmayı hedefleyen Nvidia, bu noktada pazarda ciddi etki yaratması beklenen Windows 8 işletim sistemine büyük önem veriyor.

2012'de pazara sürülmesi beklenen Windows 8 işletim sisteminin ARM versiyonunu dikkate alan Nvidia, alternatif dizüstü ve tablet bilgisayar tasarımlarında daha yüksek performan sunabilmek adına Tegra 2'den farklı olarak Tegra 3 platformuna SATA-II desteği de eklemiş durumda. Yani Nvidia, modern SSD sürücülerden de faydalanmak istiyor ancak bu noktada SATA-III sürücülerin performans avantajı dikkate alınarak SATA-III ile devam edilemez miydi sorusu da akıllara gelmiyor değil. Tabi Nvidia'nın buradaki en büyük avantajı dört çekirdekli ilk platforma sahip olması ve bu durumun uzunca bir süre daha bu şekilde devam etmesi.

Şu anki bilgilere göre diğer üreticilerin 2012'nin ikinci yarısı öncesi dört çekirdekli platform sunma planı bulunmuyor. İlginç olan ise Qualcomm'un Şubat ayı gibi ilk cihazlarla sunmayı planladığı 28nm çift çekirdekli işlemcilerinin, Tegra 3'ten daha performanslı olacağını söylemesi. Hiç şüphe yok ki Qualcomm'un buradaki dayanağı, ağırlıklı olarak çok çekirdek desteğine sahip olmayan uygulamalarda 28nm üretim teknolojisi sayesinde çıkacağı daha yüksek saat hızlarının (1.7GHz'den bahsediliyor) getireceği avantajlar olacak.

Kısaca özetleyecek olursak eğer, Nvidia'nın vites yükseltmeye devam ettiğini söyleyebiliriz. Texas Instruments, Qualcomm ve Samsung gibi firmalar ile kıyaslandığında ARM tabanlı işlemci pazarında daha az deneyimi bulunan şirket, arka arkaya gerçekleştirdiği ilkler ile daha fazla yaygınlaşacak gibi görünüyor. Çift çekirdekli ilk işlemci, dört çekirdekli ilk işlemci derken firma, 3D Stereoscopic gibi güncellemelerle performansın yanında kullanıcılara katma değer sağlamayı da hedefliyor. Diğer taraftan Nvidia'nın en güncel yol haritasına göre önümüzdeki yılın ortalarına doğru Tegra 3 platformunda güncelleme yapılacağına da tanık olacağız. Nvidia'nın 28nm üretim teknolojisine geçiş yapacağını ve saat hızlarını arttıracağı tahminlerini yapmak mümkün.

Tüm bunlara ek olarak Nvidia, geçtiğimiz aylarda 350 milyon doların üzerinde bir bedelle satın aldığı Icera'nın geliştirdiği 3G, 4G, LTE iletişim yongalarını da Tegra'ya entegre etmeyi ve yıl sonunda komple paketler sunmayı hedefliyor zira pek çok Snapdragon işlemcisinden farklı olarak Tegra 2 ve 3'te iletişim işlemcisi bulunmuyor yani uygulama işlemcisi olarak Tegra'nın yanına farklı üreticilerin iletişim yongalarının da koyulması gerekiyor. Yıl sona ermeden önce Asus Transformer Prime dışında Tegra 3'lü yeni bir cihaz lanse edilir mi bilinmez ancak 2012 ile birlikte Tegra 3 akını yaşanması beklenebilir.