早在2011年1月,NVIDIA就宣布將基于64位ARM指令集自主研發的處理器架構,和自家GPU組成完整的平臺,但三年間幾乎沒有任何細節披露。在2013年英偉達(Nvidia)GTC活動上,英偉達(Nvidia)已經透露出基于“Denver”項目的首款商用芯片Parker預計2015年上市,該產品將搭載2014年版Maxwell GPU以及全新的64位定制化ARM處理器。
近日HOT CHIP大會上,英偉達(Nvidia)揭開其定制化64位ARM核心處理器神秘面紗,這款代號“丹佛(Denver)”的處理器采用微指令(microcode)架構,具備新一代執行優化功能。
Android平臺產品
該款Nvidia預定在今年推出的是Tegra K1升級版雙核心處理器,主要是針對平板設備應用,32位版本Tegra K1目標應用是Android平臺產品。Nvidia聲稱,64位的Tegra K1將可讓移動設備具備PC等級的性能,支持游戲、企業應用等,基準測試數據顯示Denver效能與英特爾Haswell處理器相當,且超越蘋果A7系列處理器10~25%。
配備64位ARM通用核心的GPU
不過Nvidia并沒有提供Denver與ARM的標準64位A57核心之性能比較。而在針對服務器與網絡設備應用,AMD已經開始提供采用A57核心的處理器樣品,而Applied Micro也推出了定制化64位ARM核心的樣品,英偉達在64位方面并沒有提供相關信息。
Nvidia GPU路線圖(來源eetimes網站)
對于英偉達而言,下一代顯卡核心架構Maxwell是重點,是英偉達名為“丹佛計劃”的一個關鍵項目,而其中最為重要的是Maxwell將是第一個配備64位ARM通用核心的GPU核心,據悉計劃在2014年推出Maxwell將支持可GPU與ARM CPU之間共享虛擬內存的能力。
但是,因為缺乏標準與定制化64位ARM核心處理器的性能測試比較數據,Denver能否提升在移動設備應用領域的份額尚不明朗,在該領域落后Qualcomm。
第2頁:Denver處理器核心架構
基于“Denver”項目Nvidia芯片產品細節并未透露過多,但從發展藍圖的一些愿景,英偉達下一重大市場動作是即將推出Logan,這款Tegra 5 SoC將針對智能手機和平板電腦的芯片中整合Kepler GPU,首個基于ARM SoC支持其CUDA軟件環境,CUDA并行運算原本僅用于基于x86服務器和超級計算機中。
Tegra K1處理器
從現有資料了解,NVIDIA最新公開的Tegra K1雙核處理器,采用兩組Denver處理器心、64位ARMv8架構、最多能執行7個指令集,最高運作頻率2.5GHz,128+64KB L1高速緩存令,除了能支持更多RAM的數目外,整體效能也大幅提高,而且兩款處理器的針腳亦相互兼容。
同時,Tegra K1 Denver處理器同樣內建 NVIDIA Kepler架構的192 CUDA核心GPU,其功耗表現卻與上代產品相同,特別圖像處理器性能上優化。此外,Cahce方面其整合128KB及64K的一級指令及數據緩存,并加入2MB二級緩存,相對32bit版本效能倍級提升。
與此同時,最新Denver架構中加設Dynamic Code Optimization技術,主要常用將應用程序軟件優化并轉譯,提升指令的執行效率。據NVIDIA表示,該優化程序鏈結了相關的例行程序(routines),并應用了128MB的主存儲器,在操作系統開機之前進行安全分割,優化程序可帶來兩倍以上的速度提升。
如果Denver真是一個代碼融合/模擬CPU產品,那么64位版本的Tegra K1將是一個全新的芯片。事實上,ARM仍持續尋求混合搭配32位與64位核心的解決方案。作為英偉達尚未指定應用市場領域,盡管Denver的特點包括重復使用內存管線(pipeline)以統整流量,以及可補償高速緩存遺漏的預先擷取(pre-fetch)功能,但無論是移動或服務器產品上,芯片仍然需進行大量的測試和優化。