摩托智能手机平板电脑齐上阵 NVIDIA Tegra 2 成平板主角

中心议题：
    * Atrix 4G手机介绍
    * Droid Bionic手机介绍
    * Cliq 2手机介绍
    * Xoom平板电脑介绍
解决方案：
    * Tegra2 处理器

北京时间1月6日，摩托罗拉于美国发布了旗下三款手机和首款平板电脑。

Atrix 4G使用了NVIDIA Tegra 2双核处理器，内置1GB RAM内存，支持HSPA+网络，配备了4英寸qHD触摸屏。
Droid Bionic是摩托罗拉与Verizon合作推出的一款Tegra 2双核+4G网络手机，800万像素支持1080P视频播放。
Cliq 2配有1GHz处理器和500万像素摄像头，配有一块3.7英寸854×480像素分辨率触摸屏。
摩托罗拉Xomm(高清图集) 采用谷歌专为平板电脑优化的Android 3.0系统，使用10.1英寸的触控屏，分辨率达1280×800像素。搭载了主频为1GHz的nVidia Tegra 2双核处理器平台拥有32GB内置存储容量和512MB RAM容量，支持存储卡扩展，并设计有500万像素后置摄像头和200万像素前置摄像头等等。并支持1080P全高清视频播放功能，并且拥有长达10小时视频播放能力。

   
 

摩托罗拉Xoom平板电脑
 

Tegra2 处理器
NVIDIA Tegra是由NVIDIA开发的系统单芯片系列产品，替代之前的GoForce系列。主要用于手持式装置，如智能手机（SmartPhone）、移动上网装置（MID）等。在第一代Tegra产品发布的时候，由于NVIDIA的经验不足，只能够专注于一种操作系统。所以，NVIDIA选择与微软合作。例如Zune HD就利用了Tegra芯片。之后NVIDIA不再专注于一种平台。所以，第二代的Tegra已经可以支持Android。一般认为Google可以借助 NVIDIA Tegra芯片的性能，来提高Android产品的质素，使之可与苹果的产品相竞争。现时，Tegra的主要对手是高通和德州仪器的产品。浏览器方面，nVIDIA与Opera合作，可以加快网页的加载速度，更提供动画效果。

每个Tegra 内建ARM架构的处理器核心、基于GeForce的图形处理器、音效处理器、北桥芯片、南桥芯片和内存控制器置入一个单一的软件包。由于不支持x86，所以不能运行Windows操作系统，但ARM架构的耗电率则较低，可选择运行Windows Mobile操作系统，或者Android操作系统。nVIDIA将此芯片定位用于移动上网装置或者智能手机。

曾经的Tegra使用的是ARM 11核心，它是一款具备多核心处理能力的芯片。现在为了能让Tegra芯片的处理性能更为强大，NVIDIA彻底的革新了整个计算架构。可以说ARM Cortex A8是一个相当省电的处理器，不过在同样的功耗下，ARM Cortex A9的性能表现将更加出色。


 

Tegra2核心架构图

从图中，我们可以看到这颗小小的SoC芯片中，有8个独立的处理核心单元，我们可以比较，以前的一代Tegra仅有7个处理核心单元。多出来的是一个ARM Cortex A9处理核心。ARM Cortex A9的工作速度高达1GHz。我可以告诉你iphone 3GS手机中使用的是速度超快的ARM Cortex A8处理器，它给iphone手机带来了前所未有的性能体验。据传，该处理器是苹果A4的2.5倍，这让人对ARM Cortex A9的性能表现充满了想象空间。

以前的Tegra采用的是65nm制造工艺技术，由台积电进行生产。而现在的Tegra2采用的是台积电40nm制程。新的制造工艺技术，使得芯片的体积可以进一步收缩，同样尺寸的芯片可以填充2倍多的晶体管数量。Tegra2是一个非常复杂的芯片，它具备2.6亿个晶体管。芯片核心面积为49平方毫米。事实上，音频部分占据了很大一部分面积，而上文提到的2个A9处理单元仅仅占用了10%的核心面积。最初的Tegra2芯片将采用的是一个标准的 8.8mm的BGA封装，它可以安装在普通的PCB板上。而未来的智能手机版本将会使用更小尺寸的封装技术，这样可以更加节省空间。

Tegra 2诞生的行业背景
对于NVIDIA来说近年来的发展非常坎坷，无论是显示芯片还是主机板芯片组都受到来自竞争对手的极力打压。AMD收购了ATi，使得NVIDIA 无法再为AMD开发高效能的芯片组。Intel又利用新一代Nehalem架构，彻底封死了NVIDIA的主板芯片组业务。而在显卡方面昔日的老战友 AMD也俨然成为了最有威胁的劲敌。感觉NVIDIA在全球半导体业界的生存环境可以用探索的那个节目《荒野求生》来形容。NVIDIA有过造x86处理器的念头，可无奈主流的x86处理器专利都在AMD和Intel手中。由此NVIDIA最终选择了ARM微处理架构。

2010年1月7日，NVIDIA正式发布了Tegra 2方案。新一代处理器采用台积电40nm制造工艺技术，其功耗管理相当到位，它要比Intel Atom处理器低许多。通过HDMI可以支持全高清视频输出。支持许多移动设备操作系统，包括：Windows CE，Windows Mobile，Android，Chrome OS等等。为何NVIDIA选择了ARM，选了推出这样一款嵌入式的处理器呢？

卓越的音视频及3D图像处理能力
Tegra 2拥有每秒7100万三角形的生成能力。其峰值填充率与Z缓冲过滤可以达到1200万像素每秒。同时还具备高级可编程的像素着色引擎。此外Tegra 2还具备可编程的顶点和光照引擎，同时支持CSAA覆盖采样抗锯齿能力。GPU的纹理分辨率支持4K*4K和2K*2K像素。具备高级2D和矢量引擎。最高可以实现1680 x1050分辨率的输出，具备24bit真彩色位。同时它也支持并行TTL显示器和最大120MHz像素时钟智能显示。它支持HDMI 1.3规范，支持1080P输出，支持数字音频支持VGA或者LVDS，以及各种包括1080P在内的高清格式。

NVIDIA在2007年的时候，用3.5亿美元收购了PortalPlayer公司。要知道苹果顶顶大名的ipod(网购最低价 2199元)前五代的整个音频子系统都用的是PortalPlayer的芯片。有了PortalPlayer公司强大的技术支持，它为NVIDIA贡献了许多良策，NVIDIA可以更好的构建SoC芯片，提供更优秀的音频解码器。由此显然Tegra 2有了一个非常强大的音频解码核心，NV声称在播放MP3时，整个系统的功耗将低于10毫瓦。做到这个地步是非常不容易的。微软的Zune HD播放器可以实现33小时的高品质MP3播放，而苹果的ipod可以实现30小时。无论怎样这些超长的工作时间都离不开NVIDIA的Tegra芯片。由此我们相信Tegra 2可以作的更好。

整个数字音频产品是源自1995年，因此到了2010年，实现音频的解码并不是一件难事。接下来我们要介绍的两个处理单元是视频的编码与解码。NVIDIA声称在编码端可以加速1080P H.264编码。而一代的Tegra仅仅可以支持720P的分辨率。

视频编码方面，NVIDIA一直认为是他们的重要优势之一。Tegra的视频编码处理单元可以实现高达每秒10帧的1080P H.264加速能力。尽管三星电子声称他们提供的Cortex A8 SoC芯片可以支持1080P分辨率。但事实上3GS版本的iphone，其解码芯片只能提供480P分辨率的H.264解码。NVIDIA坚信，在 1080P解码方面还没有任何一家公司的解决方案能达到他们的功耗效率比。Tegra在1080P解码时，其功耗低于100毫瓦。NV声称其他1080P 解码方案的功耗至少要开到1W，因为许多运算还要依赖于CPU运算才能完成。对于整个系统来说会支出许多额外的附加运算。从另一个方面讲NVIDIA的方案也是最经济的，它有着难以想象的轻处理器资源占用率。处理器的资源占用率比PowerVR SGX的硬解码方案还低，而Tegra方案整体的功耗表现还要更低。

Tegra的图形处理核心是他们自己设计的，据传在它上面可以运行虚幻3引擎。