Arhitectura Cortex-A15

Despre Tegra 4 am mai discutat foarte succint atunci cand a fost lansat, la inceputul anului in ianuarie, iar acum a venit momentul sa detaliem specificatiile si arhitectura acestui nou SoC. Dupa cum stim deja, Tegra 4 foloseste acelasi sistem de 4+1 nuclee Cortex A15 ca si vechiul Tegra 3. Diferenta este data de tipul arhitecturii folosite (Cortex-A9 pentru Tegra 3 vs. Cortex-A15 pentru Tegra 4) si frecventa la care sunt tactate nuclee (pana la un maxim de 1.6 GHz pentru Tegra 3 si maxim 1.9 GHz pentru Tegra 4). Merita sa mentionez aici faptul ca cel de-al cincilea nucleu din Tegra 4 functioneaza la o frecventa de 7-800 MHz.

Diferentele continua prin prezenta unui cache L2 de 2MB impartit de cele patru nuclee plus 512KB pentru cel de-al cincilea nucleu. Cache-ul L1 a ramas la fel ca si pe Cortex-A9, adica 32KB/32KB (I/D) propriu fiecarui nucleu.

Arhitectura Cortex-A15 poate executa instructiuni out-of-order (OoO), la fel ca si Cortex-A9 de altfel, insa, acum exista posibilitatea ca si instructiunile FP/NEON sa fie executate out-of-order. In plus fata de Cortex-A9, noua arhitectura a crescut latimea de banda pentru a maximiza alocarea in paralel a instructiunilor, a crescut buffer-ul responsabil cu reorganizarea instructiunilor de la 32-40 de instructiuni decodate la 128 si evident a marit numarul porturilor si unitatilor de executie pentru a maximiza performanta fiecarui fir de executie.

Sa vorbim putin si despre procesul de fabricatie si consumul SoC-ului Tegra 4. Dupa cum era de asteptat procesul de fabricatie folosit de Nvidia (via TSMC) este cel de 28nm high-k metal gates (HPL). La fel ca si Tegra 3, fiecare nucleu Cortex-A5 poate fi alimentat separat ceea ce inseamna ca raportul performanta/consum va fi optim.

Concret, intr-o comparatie facuta de Nvidia, Tegra 4 ofera aceleasi performante ca si Tegra 3 dar consuma cu 40% mai putin. Comparatia este putin fortata deoarece Tegra 3 a functionat la limita superioara (frecventa maxima 1.6GHz ceea ce duce si la un consum maxim) in timp ce Tegra 4 a fost limitat la 825MHz (nivel la care performanta este similara cu Tegra 3 tactat la 1.6GHz).

Controllerul de memorie din Tegra 4 foloseste doua interfete pe 32-biti de memorie LPDDR3 la o frecventa de 1800MHz si poate folosi o cantitate maxima de 4GB RAM.