NVIDIA的野心 Tegra处理器的大揭密

Tegra——口袋里的GeForce+nForce+PureVideo

前面说到，移动应用处理器大都会使用ARM的处理内核，所以在通用计算方面，各家的处理器性能应该不分伯仲。那么要提高自家产品的竞争力，除了价格战外，无外乎就是增加更多更强的功能。目前热门的移动应用无非是3D计算和高清视频编解码。

ARM处理核心虽然能够进行一部分3D计算，但是对于3D游戏、3D地图、3D操作菜单这类应用来说，ARM要么力不从心（游戏变成幻灯片），要么拖慢整个系统速度（3D菜单拖慢整机响应）。为了加强掌上设备的3D处理能力，OpenGL组织特地发布了针对掌上设备的3D编程语言OpenES，NVIDIA就是其中核心成员之一。但是具体的3D模块还是主要由应用处理器厂商自行设计。

另外虽然主流智能手机（包括部分非智能手机）已经能够播放视频，但是支持的视频格式要么是效果不理想的3GP格式，要么是压缩比不高的AVI格式。这样就使得用户只能在忍受低下的视频质量和付出更多存储空间中作选择。如果有了高清处理能力，不但能够在本机上随身欣赏精彩的H.264编码视频，还能通过HDMI接口输出到高清电视上和家人朋友共享。更方便的是有了高清编码能力，MID系统就能够拍摄高分辨率（VGA以上）的动态视频片段，然后实时压缩成H.264格式，兼顾效果和存储空间。

这么看来，谁能够设计出高效低功耗的3D和HD高清模块，谁的移动应用处理器就可能获得消费者的青睐。而在3D和高清两个领域NVIDIA都做出了一定的成绩：其3D模块设计能力在业界是比较突出的。同时NVIDIA推出的PureVideo高清加速技术也能够通过硬件加速达到降低CPU占用率的目的。

正因为这样的技术背景，再配合专门的低功耗、小型化设计，NVIDIA设计出的Tegra在3D和高清应用两个方面的性能，可以说已经超出了目前已经面世的AP整整一代的距离。

集成在芯片中的CPU

1.ARM，移动处理器的代名词

早期的单片机虽然功能还算多样，但是性能实在低下，只能完成遥控器级别的简单计算。这种局面一直延续到1990英国一家名为ARM的小公司的诞生。ARM（Advanced RISC Machine）是高级精简指令集处理器的简称，又是公司名字，既是产品的名称，现在更是移动应用处理器的代名词。

早使用ARM处理器的PDA——Apple Newton

这是一种全新的设计生产模式，简单说就是ARM集中精力设计处理内核、周边总线、部分和内核联系紧密的模块（如内存控制器、DMA控制器）。完成设计后并不付诸生产，而是将全部设计资料卖给其他应用处理器公司，由它们自行添加需要的功能模块并完成整个应用处理器的设计和制造工作，ARM只收取权利金。

龙芯2E处理器

这种全新研发思路可以说完全符合了掌上设备应用处理器的发展要求：一方面，应用处理器厂家可以自行决定需要添加的功能，专注于处理器功能的多样化，而不用自己费力去优化处理核心；另一方面，ARM公司自己又可以专注于不断提升ARM处理核心的性能、工艺兼容性以及降低功耗。

2.独辟蹊径的MIPS

ARM并不是唯一的移动处理核心技术，在1999年以前，MIPS才是移动市场上份额大的技术架构。相比ARM全心全力耕耘移动领域，MIPS则是服务器、工作站、移动处理全方位发展。我们耳熟能详的PS2、PSP游戏机，SGI的服务器，CISCO的路由器中都应用了MIPS架构的处理核心。

采用MIPS核心的PSP游戏机

而我们引以自豪的龙芯也引用了很多MIPS核心的概念。相比ARM，MIPS更多应用于专业领域，而非消费类领域，因此随着PDA，MID的发展，MIPS慢慢淡出了消费类移动市场。