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Tegra 3 (Kal-El) – Leistungswerte & Architektur UPDATE2: Offizieler Release

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NVidias dritter mobiler Chip wird, wie sein Vorgänger auch, auf Cortex A9 als Basis setzen.
Allerdings wurden die Kerne nochmal deutlich überarbeitet, so stehen jetzt auch Hardwaredecodierung von H264 High Profile und ARMs SIMD Architektur NEON zur Verfügung.
Den neuen Chip sollen gleich fünf der neuen Rechenkerne bevölkern, wobei der Chip dennoch als Quad-Core Prozessor zu betrachten ist, da der fünfte Kern mit 500 MHz einspringt, wenn geringe Rechenlast vorliegt, um die Leistungsaufnahme niedrig zu halten.
Damit verfolgt NVidia nun eine ähnliche Taktik wie TI bereits mit ihren OMAP4 Chips.

NVidias hauptsächliches Problem dürfte hingegen werden, dass Kal-El noch in 40nm gefertigt wird.
Jeder Kern für sich ist bereits größer, als im Tegra2 und diesmal gibt es derer gleich fünf.
Ausgehend davon, dass der gleiche Fertigungsprozess angewandt wird dürfte Tegra 3 ziemlich groß werden, unter Umständen zu groß für Smartphones.
Allerdings könnte sich das mit Kal-El+ ändern, der Mitte 2012 erscheinen soll und wahrscheinlich bereits in 28nm gefertigt wird.

Doch was sagen die Benchmarks?
NVidia hat hierzu ebenfalls erste Ergebnisse vorgelegt.
Natürlich ist immer fraglich in wie weit die Benchmarks des Herstellers zu beurteilen sind, da hier auch gerne geschummelt wird. In Anbetracht der Tatsache, dass momentan aber keine anderweitigen Quellen existieren, werden wir uns vorerst mit diesen Ergebnissen zufrieden geben müssen.

Linpack (Multithreaded)

Bereits beim ersten Benchmark kann man erkennen, dass NVidia hier ein bisschen getrickst hat.

Linpack Tegra 3(Quelle: xbitlabs.com)


So behauptet das Bild Tegra2 würde im Linpack 200MFLOPs erreichen und Tegra3 etwa 300MFLOPs. Das Ergebnis ist jedoch mit anderen Tests nicht nachvollziehbar.
Wenn man aber davon ausgeht, dass die Verhältnisse stimmen, dann erreicht Tegra 3 etwa 150% der Leistung eines Tegra2 in diesem Benchmark.
Betrachtet man sich nun die aktuellen Werte, so sieht man…

(Quelle: anandtech.com)

… dass Tegra3 damit ca. 1,2 mal so schnell ist, wie der derzeitige Klassenprimus Exynos, wobei fairerweise erwähnt werden sollte, dass dieser hier mit 200MHz mehr taktet, aber zwei Kerne weniger verwendet.

Coremark

Core Mark stellt einen der bekanntesten Mobilen Benchmarks dar.
Doch auch hier sind die Ergebnisse mit Vorsicht zu genießen, da nicht ganz klar ist, wie sie Zustande kamen.

Quelle: xbitlabs.com

Hier erreicht Kal-El sogar fast die Doppelte Leistung seines Zweikern-Vorgängers.

 

Moonbat Javaskript Benchmark

Warum NVidia hier nicht den üblichen Benchmark Sunspider einsetzt ist nicht ganz klar.
Vermutlich fallen die Unterschiede zwischen den beiden Chips bei Moonbat größer aus, weshalb man sich gegen Sunspider entschied.

Javaskript Benchmark (Quelle: xbitlabs.com)

Auch hier erreicht Kal-El fast das 1,5 fache der Tegra 2 Leistung.
Da Javaskript Benchmarks jedoch sehr stark von der jeweiligen Geräte-Firmware abhängen können bleibt abzuwarten, wie die finalen Benchmarks an Hand von mobilen Tablets aussehen werden.

 

Leistungsaufnahme

Auch hier hat NVidia laut eigenen Angaben den Trumpf in der Hand.

Leistungsaufnahme (Quelle: xbitlabs.com)

Laut NVidia ist also beim neuen Kal-El nur noch etwa ein Drittel der Leistung nötig, um auf ein vergleichbares Ergebnis zu kommen.
Viel wichtiger wird jedoch – vor allem für Smartphones – der Verbrauch im Standby-Betrieb, oder bei weniger rechenlastigen Anwendungen sein.
Doch auch dort wird Tegra 3 durch seinen fünften Kern, der bei wenig Auslastung die Arbeit übernimmt, bestimmt nicht zu den verschwenderischsten Chips am Markt zählen.

 

GPU Leistung

Kommen wir nun zu einem weiteren wichtigen Teil von Tegra3, der Grafikeinheit.
Diese soll beim Kal-El nun mit 12 Shadern arbeiten (Tegra 2 mit 8 Shadern).

Tegra 3 Spiele-Performance (Quelle: xbitlabs.com)

Von der neuen GPU verspricht sich NVidia in etwa die doppelte bis 2,5 fache Leistung.
Fraglich ist hier allerdings auch wieder, warum kein Benchmark herangezogen wurde, in dem man mit Konkurrenzchips hätte vergleichen können.

Doch mittlerweile ist nun auch dies möglich, denn es existieren bereits erste Benchmarks vom Asus EEE Pad Transformer 2, welches das erste Tegra 3 Tablet werden wird und noch dieses Jahr auf den Markt kommen soll.

Asus Eee Pad Transformer 2 GLBenchmark (Quelle: tweaktown.com)

Vergleicht man diese Werte mit den Ergebnissen der aktuellen Spitzenmodelle bei Smartphones und Tablets, Apple A5 und Samsung Exynos, die bereits seit Anfang 2011 verfügbar sind…

Apple A5 GLBenchmark

Samsung Exynos 4210 GLBenchmark

…dann sind die Ergebnisse von Tegra 3 wenig beeindruckend.
Man muss jedoch berücksichtigen, dass das Tablet noch nicht erhältlich ist und es sich bei den Benchmarks dementsprechend um eine Vorserienfirmware handelt, was durchaus einen großen Einfluss auf die Leistung haben kann.
Erwartungsgemäß dürfte Kal-El hier zumindest ungefähr auf der Höhe des Exynos Grafikchips Mali400 agieren.

 

Fazit:

Zusammenfassend kann man sagen, dass NVidia mit Kal-El die Erwartungen wohl erfüllen, aber nicht übertreffen wird.
Mit 40nm ist NVidia voraussichtlich, der einzige Hersteller, der nächstes Jahr noch auf diese Fertigung setzen wird, denn viele andere haben bereits mit den neuen Chips einen Umstieg auf 28nm angekündigt.
Allerdings muss man auch sagen, dass dies auch der Tatsache geschuldet ist, dass NVidia noch in diesem Jahr die ersten Quad-Core Tablets in den Läden sehen will, wohingegen andere Hersteller eher 2012 im Blick haben.
Ob NVidia dieser kleine zeitliche Vorsprung allerdings viel bringen wird bleibt abzuwarten.

Update 1 (10:30 Uhr – 27.09.2011, SimsP): Weiteres Tablet mit Tegra 3 gesichtet

Wie zol.com.cn berichtet, hat nun auch der chinesische Hersteller ZTE ein Tablet mit dem neuen Chip aus dem Hause NVidia geplant, das momentan unter dem Namen T98 entwickelt wird.

technische Spezifikationen:

  • SoC: Tegra 3 Quad-Core 1,5GHz (momentan noch 1,3GHz)
  • Display:7″ LCD 1280×800
  • interner Speicher: 16GB
  • Kameras: 5MP (Rückseite) 2MP (Vorderseite)
  • Akku: 4000mAh
  • OS: Android 3.2 Honeycomb

Hier nun einige Bilder:

Das 7" große T98 Tablet (Quelle: zol.com.cn)

Auf der Rückseite ist eine 5MP Kamera verbaut (Quelle: zol.com.cn)

Als Betriebssystem kommt Android 3.2 zum Einsatz (Quelle: zol.com.cn)

 

erste Benchmarks:

Auch vom ZTE Tablet existieren bereits erste Benchmarks. Davon einer mit dem wenig aussagekräftigen Quadrant Benchmark

Das Ergebnis eines Quadrant Benchmarks (Quelle: zol.com.cn)

und einer mit dem etwas vertrauenswürdigeren Antutu Benchmark

Das Antutu Benchmark Ergebnis (Quelle: zol.com.cn)

Vor allem bei letzterem Benchmark zeigt sich, dass die neue CPU den aktuellen Modellen ein gutes Stück voraus ist.
Allerdings ist fraglich wie viel von der Leistung auf das Konto von Tegra 3 geht und wie viel auf den höheren Takt.
Die GPU liefert hier noch enttäuschende Ergebnisse ab.

Berücksichtigt werden muss auf jeden Fall, dass es sich hierbei noch um ein Vorserien-Modell handelt. Die finalen Treiber werden an der Performance nochmal einen deutlichen Schub bringen.
Auch sind aktuelle Benchmarks eher weniger auf Quad-Core Architekturen ausgelegt, der Quadrant Benchmark ist nicht einmal für verlässliche Dual-Core Ergebnisse zu gebrauchen – wenn überhaupt.
Dennoch wird das Bild von Tegra 3 immer klarer.

 

Update 2 (12:38 Uhr – 09.11.2011, SimsP): Offizieller Release

Mittlerweile hat NVidia den Tegra3 offiziell vorgestellt und auch eigene Benchmarks nachgereicht, in denen der Chip bis zu 4 mal so schnell sein soll, wie Prozessoren in aktuellen mobilen Geräten.

Tegra3 Benchmark von NVidia (Quelle: fudzilla.com)

Ob diese Ergebnisse so stimmen ist bei Benchmarks, die direkt vom Hersteller kommen natürlich immer fraglich. Dazu muss auch gesagt werden, dass ein Vergleich mit dem Apple A5 in Flash etwas unfair ist, da iOS kein Flash unterstützt und somit keine Werte angezeigt werden können.
Hier dürfte der A5 nämlich deutlich am Tegra3 vorbeiziehen, dank seines besseren Grafikchips.

Allerdings muss hier natürlich auch der Takt berücksichtigt werden. NVidias neuer SoC taktet mit 1,3GHz bei der Verwendung von mehr als einem Kern und bis 1,4GHz im Single-Core Betrieb.
Der fünfte Kern, welcher für Stromsparma0nahmen hinzugefügt wurde taktet mit 500MHz.
Der relativ niedrige Takt hängt damit zusammen, dass NVidia – im Gegensatz zur Konkurrenz – immer noch auf ein Fertigungsverfahren mit 40nm Strukturbreite setzt.
Das wird sich vermutlich erst Ende nächsten Jahres mit dem nächsten Tegra Chip (Wayne) ändern.

Spannend wird das ganze, weil auch Qualcomm bereits die neue Snapdragon Generation angekündigt hat, zu denen bislang allerdings nur theoretische Leistungswerte vorliegen.
Erste Geräte beider Hersteller werden für Anfang nächsten Jahres erwartet.
TI kommt erst etwas später mit den neuen OMAP 5 Modellen, die erstmals einen Cortex A15 zur Basis haben sollen, die in etwa einen 50%igen Leistungsschub gegenüber den Cortex A9 Kernen und ca. 10% gegenüber den neuen Snapdragons haben werden.
Konkurrent Samsung hat momentan Nichts neues parat, hier setzt man lediglich auf ein Die-Shrink auf 28nm um damit einen höheren Takt des alten Exynos Chips zu ermöglichen.

Quelle:
  • www.xbitlabs.com
  • www.anandtech.com
  • pad.zol.com.cn

Kommentare (21)


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Also ich weiß, dass Samsung beim neuen Eyxnos die Taktraten von CPU und GPU um 50% angehoben hat und dennoch der vorherige Verbrauch nicht überschritten wird.
NVidia hebt den Takt um ca. 100% (bei zwei Kernen um 50% bei vier) behält aber den selben Fertigungsprozess bei.
Also aus logischer Sicht kann ich nicht verstehen, warum das keinen großen Unterschied machen sollte. Dem entsprechend würde Tegra3 unter Last ca. doppelt so viel Leistung ziehen ... ok nicht ganz, die haben da bestimmt noch ein bisschen optimiert.

OMAP4 braucht im Betrieb 3Watt, also ein Watt weniger als Tegra2 trotz besserem Ausbau. Ich denke mal dank 28nm dürfte dieser Verbrauch ohne sonstige Veränderungen am SoC bei ca. 1W (und ein paar Zertquetschte) liegen.
Außerdem sind deine Angaben wohl kaum auf die TDP bezogen. TDP wird immer bei maximaler Last angegeben - außer bei NVidia - was aber bei dem Aufbau von Tegra3 logischerweise nicht dem Verbrauch von Tegra2 entsprechen kann, außer Takt und Kernzahl verändern sich nicht.

Bezüglich sehr geringer Unterschied kann man nun Folgendes sagen: Absolut sind es natürlich nur ein paar Watt. Relativ sind es aber vllt. sogar 100%
Und da ich bei meinem SGS2 unter Last schon bemerke wie es am Akku zieht, ist es mir deutlich lieber wenn der SoC unter Last nur die Hälfte der Leistung zieht.
Der Idle Verbrauch ist mir dabei relativ egal, weil es dafür trotzdem lange genug hält.
Und da Smartphones in der Regel kein 600+W Netzteil zur Verfügung haben, sondern nur einen +-6Wh Akku, solltest auch du erkennen, dass es durchaus einen Unterschied macht, ob du dein SoC jetzt 2W oder 4W verbraucht.

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Update (9.11.2011 - 13:59Uhr): offizieller Release mehr...

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Boah, du schreibst teilweise einen Mist. Das kann man sich ja nicht antun.

Bitte schreib künftig keine News über Nvidia SoC. Ist besser wie so einen Mist, den du dir teilweise ausgedacht hast.......

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Wenn du den "Mist" auch noch spezifizieren würdest könnte ich das ändern oder dir sagen, warum ich das geschrieben habe.
Aber solange du hier nur rumtrollen willst und keine konstruktive Kritik beiträgst, sei lieber ruhig.

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Zum einen, woher weißt du, dass die Taktfrequenz am 40nm Prozess liegt? Keiner sagt dies, nur ihr. Wo sind deine Beweise? Tegra 3 verbraucht weniger als Tegra 2 und daher wären 1,6 Ghz als Beispiel auch kein Problem, ohne die TDP zu sprengen. Aber anscheinend hast du Insiderwissen, dass nicht mal Nvidia hat......

Ich sagte dir schon mal, der Unterschied hin zu 28nm ist bei SoCs sehr sehr relativ.

Zum anderen redest du schon wieder vom A15. Bis erste SoCs raus kommen, wird noch einige Zeit vergehen. Du nutzt jede Gelegenheit, um noch was negatives oben drauf zu setzen. Samsung nutzt beim Galaxy S3 und dessen SoC auch kein A15. Und? Sagst du da etwa, das S3 ist nicht so doll wenn doch laut dir "bald" schon der A15 kommt? Ich glaube nicht.


Also bitte lass es lieber mit solchen News in Zukunft..... Und wenn du schon Insiderwissen hast was andere nicht haben, dann beweise es.

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Das ist die logische Schlussfolgerung. NVidia hat als einziger Hersteller die 1,5GHz Hürde noch nicht geknackt. Qualcomms neue Chips werden mit 1,7 GHz laufen, die von TI mit 1,8GHz.
Und der niedrigere Verbrauch hängt damit auch nicht zusammen, sondern damit, dass NVidia einen 5. Kern mit 500MHz verbaut.
Heißt die einzelnen Kerne sind nicht effizienter, nur der gesamte Chip, wobei NVidia da ja eigentlich auch der eigenen Marketingkampagne zum Tegra2 widersrpciht, wo NVidia noch propagiert hatte, dass zwei Kerne effizienter wären als einer.

Woher hast du die Informationen, dass der Unterschied von 28nm nur gering ausfällt? Prozentual gesehen bringt es überall ähnlich viel.
Ich gehe mal davon aus, dass der neue Exynos dank 28nm auch über 2GHz getaktet werden kann.

Bis der erste A15 kommt, wird vllt. noch ein halbes Jahr vergehen Qualcomms Snapdragon 4 ist schon heute fast auf dem Leistungsniveau.
Zu Samsung habe ich sehr wohl geschrieben, dass sie nichts machen, als einen Die-Shrink und die höhere Effizienz dann in einen höheren Takt investieren.
Und bei Handys ist mir die SoC Leistung sowieso egal, sobald sie einen gewissen Punkt überschritten hat. Wenn dir die Leistung so wichtig ist, dann frage ich mich sowieso warum du auf Android setzt.

Übrigens hast du gestern noch bei AMDs Mainboard Chips geschimpft, dass AMD keine wirklichen Innovationen bringt. Und Recht hast du.
Aber wenn NVidia drei Jahre lang auf die selbe Prozessor Architektur setzt, einmal Verbesserungen durchführt, die die anderen Hersteller schon ein Jahr zuvor hatten und ein Jahr später als alle anderen einen Die-Shrink durchführt, während die dann schon die nächste Architektur haben, nennst du das dann innovativ?

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Ja ja, jetzt schön zurückrudern nicht? Du schreibst:


Das ist geschrieben wie ein Fakt. Daher auch meine Frage: Woher weißt du das? Keiner schreibt das der heute darüber berichtest. Außer du. Also musst du etwas haben, was andere nicht haben/wissen.

Eine Folie zum Energieverbrauch zeigt ja deutlich, dass Tegra 3 weniger Strom zieht, trotz 4 Kernen. Wenn der Takt nun auf 1,5 Ghz oder 1,6 Ghz erhöht wird, wäre die Leistungsaufnahme immer noch drunter. Ergo kann es nicht an 40nm liegen.



Ich dachte Nvidia hat über den Grafikchip nichts konkretes gesagt. Jedenfalls weiß aktuell keiner, was genau die neue GeForce im SoC bietet. Woher willst du wissen, dass der A5 an Tegra 3 deutlich vorbei zieht? Ich beziehe mich auf das Wort "deutlich".



Und wegen den AMD Mainboards: Das kann man schlecht vergleichen, denn ein 1090 kann genau das, was ein 770 auch kann. Du hast selber gesagt, Tegra 3 ist mehr als up-to-date. Also kann er schon mal mehr als Tegra 2....

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Wo rudere ich denn zurück? Die Meinung vertrete ich immer noch.

Die Folie zeigt den Energieverbrauch unter bestimmten Voraussetzungen und alle diese Voraussetzungen sind so ausgelegt, dass sie auf eine Situation gemünzt sind in der nur der einzelne 500MHz Kern arbeitet. Überleg mal die Kerne haben mehr Transistoren, gleiche Architektur und einen höheren Takt, sollen aber weniger Leistung fressen? Wo soll denn das wundersame Energiedefizit herkommen?
Klar gibt NVidia das so an, ist ja prima Werbung, aber eben genau das Gegenteil von dem, was sie vor einem Jahr gepredigt haben.
NVidia hat bestätigt, dass bei Tegra 3 12 GPU-"Kerne" zum Einsatz kommen und dass man erst mit dem Nachfolger von Wayne auf eine Unified Shader Architektur umsteigen will.
Von daher kann man gut abschätzen, dass sich die GPU im Vergleich zu Tegra2 nicht groß verändert hat nur eben noch 2 Pixel- und 2 Vertexshader hinzugekommen sind.
Wenn man jetzt davon ausgeht, dass NVidia auch die Anzahl der Operationen pro Taktzyklus und Prozessor nicht verändert hat und auch nicht den Takt, dann kommt man bei Tegra3 auf eine GPU Leistung die dem Mali400 aus dem Exynos 4210 sehr nahe kommt vllt. etwas schneller.
Wenn du dir jetzt mal den glBenchmark anschaust, den ich im Transformer Prime Artikel verlinkt habe, dann kommt das so grob hin.



Ja Kal-El ist jetzt auf dem technologisch aktuellsten Stand. Sobald Snapdragon 4 erscheint aber schon nicht mehr.
NVidia hinkt jetzt seit einem Jahr hinterher jetzt haben sie aufgeholt, aber die Konkurrenz schläft natürlich nicht.
Klar leistet Kal-El mit 4 Kernen mehr als aktuellen Cortex A9 Dual Cores (auch der neue Exynos), aber vom technologischen Standpunkt gesehen sind die anderen Hersteller schon wieder weiter.
Wenn NVidia gesagt hätte - und das war doch ursprünglich eigentlich auch geplant - wir machen mit Kal-El schon den Umstieg auf 28nm, dann wären sie wenigstens gleichauf mit Samsung, wenn nicht sogar etwas vorne dran, aber so steigen jetzt alle um und Nvidia wird - so wie es momentan aussieht - bis Ende 2013 nichts anderes tun als dieses "Versäumnis" nachzuholen erst dann kommt von ihnen wieder was neues, während alle anderen Hersteller spätestens bis Ende nächsten Jahres sowohl 28nm als auch neue Architektur bieten.
Dass NVidia jetzt schon eine neue Architektur bringt verlange ich gar nicht, wäre ja auch unmöglich, weil der A15 ja gerade erst sein Tapeout hinter sich hat. Aber wenigstens Ende 2012 könnten sie dann einen A15 mit 28nm und Unified-Shader-GPU bringen, TI schafft das ja auch nächsten Sommer und Samsung wird wohl auch nächstes Jahr auf 28nm Cortex A15 setzen + Mali600 (Unified Shader).
Qualcomm ist diesmal das Zugpferd. Letztes Jahr haben sie ja genau das gemacht, was NVidia jetzt tut. Architektur (weitestgehend) beibehalten, Kernzahl verdoppelt.

Aber genau das nervt mich an NVidia. Sie tun immer so als wären sie technologisch überlegen Stichwort "wir haben den ersten Dual-Core" "Wir haben den ersten Quadcore", dabei hängen sie eher hinten dran.
Intel hatte damals auch den Pentium D und was hat es gebracht? Gegen den A64X2 nicht mal ein feuchtes Husten.
Und jetzt stell dir vor Intel hätte den Pentium D drei Jahre lang behalten und wäre dann erst von der Netburst Architektur weg.

Registriert seit:
19.8.2008
Beiträge:
28248
Hier eine weitere Neuerung von Tegra 3. Dieser nutzt LVDS Transmitters von THine Electronics für noch bessere Energiesparwerte und dadurch verbunden, bessere Akkulaufzeit:

http://vr-zone.com/articles/nvidia-s...a-3/14289.html

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