Tegra K1

NVIDIA Tegra K1 (кодовое название — NVIDIA Logan) — пятое поколение системы на кристалле семейства NVIDIA Tegra, разработанного американской компанией NVIDIA для коммуникаторов, планшетов, смартбуков, игровых консолей и других устройств. Данный чип впервые в истории семейства использует не специальную микроархитектуру графического ускорителя для мобильных устройств, а микроархитектуру Kepler^[2], которая начала применяться в видеокартах класса GeForce 600 и Tesla. Кроме того, компания впервые в семействе Tegra анонсировала переход на архитектуру ARMv8 в специальном варианте K1 с 2 ядрами NVIDIA Denver^[3], хотя все предыдущие чипы Tegra использовали архитектуру ARMv7.

Tegra K1
Центральный процессор
Производство	2014 год
Производитель	NVIDIA
Наборы инструкций	ARMv7-A, ARM Thumb-2, NEON, VFPv4, LPAE ARMv8 для ядер Denver
Число ядер	5 (4-PLUS-1)[1] для Cortex-A15 2 для NVIDIA Denver
Встроенный графический процессор	GeForce 5 ULP (GK20A), 192 CUDA-ядра.
Разъём
Ядра	Cortex-A15 NVIDIA Denver
Tegra 4 Tegra X1

История

Процессор

Компания анонсировала, что Tegra K1 будет выпущена в двух совместимых по выводам вариантах, использующих разные микроархитектуры процессоров:

• основной четырёхъядерный ARMv7-процессор Cortex-A15 на частоте 2.3 ГГц с теневым ядром-компаньоном Cortex-A15 на пониженной частоте.
• двухъядерный 64-битный ARMv8-совместимый процессор собственной реализации на частоте 2.5 ГГц.
• измеренная независимыми исследователями, общая потребляемая мощность cистемы может доходить до 8 Ватт^[4].

Микроархитектура Denver

Nvidia реализовала архитектуру ARMv8-A в собственном ядре с микроархитектурой Denver. В нём используется комбинация простого аппаратного декодера ARM-кода и технологии «Dynamic Code Optimization» программной рекомпиляции ARM-кода во внутреннюю систему команд^[5][6]. Denver представляет собой суперскалярную архитектуру с широким командным словом (VLIW) без возможностей по внеочередному исполнению команд (in-order).

Характеристики Denver из Tegra K1:

• Конвейеризованный процессор с одновременным запуском на исполнение до 7 команд
• 128 КБ L1 кэш инструкций и 64 КБ L1 кэш данных на ядро. 2 МБ общий L2 кэш^[7]
• Denver резервирует 128 МБ оперативной памяти под кэш перекомпилированных инструкций. Этот объём скрыт от ОС.
• Работает на частотах до 2.5 ГГц^[8]

Машинный код ARM транслируется в широкие инструкции либо упрощённым аппаратным декодером, либо (для часто исполняющегося кода) путём программной эмуляции (рекомпиляции) во внутренний VLIW-формат. При рекомпиляции инструкции ARM могут быть переупорядочены или даже удалены (если они не влияли на результат), также проводятся различные оптимизации кода.^[5] В целом технология рекомпиляции сходна с морфингом от Transmeta.^[9]

По сравнению с традиционными out-of-order процессорами, применение программной рекомпиляции позволило создать более энергоэффективный и компактный процессор, при этом увеличив возможности по оптимизации кода. Программный оптимизатор обрабатывает до сотен инструкций, производя раскрутку циклов, переименование регистров, удаление избыточного кода, и переупорядочивая код^[10].

Графический процессор

GeForce 5 ULP
Архитектура	Kepler
Версии API
Версия Direct3D и шейдеров	DirectX 12[источник не указан 3954 дня]
Версия OpenGL	OpenGL 4.5 OpenGL ES 3.1
Версия OpenCL	OpenCL 1.2
GeForce 4 ULP

Обе редакции системы на чипе используют графический ускоритель, выполненный по микроархитектуре Kepler (GK20A) и обладающий 192 CUDA-ядрами в конфигурации 192:8:4 на частоте до 950 МГц и с производительностью 360 GFLOPS (FP32).

Устройства, использующие Tegra K1

Вариант с 4 ядрами ARM Cortex-A15 (ARMv7)

• NVIDIA Jetson TK1^[11] — плата для разработчиков под управлением Ubuntu 13.04
• Lenovo ThinkVision^[12] — настольный компьютер под управлением Android
• Xiaomi MiPad^[13] — планшет под управлением Android
• Google Tango TDK^[14] — планшет под управлением Android в рамках проекта Google Tango.
• NVIDIA Shield Tablet — планшет под управлением Android
• Acer Chromebook 13 CB5^[15] — ноутбук под управлением Google Chrome OS
• JXD Singularity S192 — игровая консоль под управлением Android.
• Htc nexus 9 — планшет под управлением Android

Вариант с 2 ядрами NVIDIA Denver (ARMv8)

• Google Project Tango Tablet^[16][17]
• HTC Nexus 9^[18] — планшет от HTC серии Google Nexus под управлением Android 7.1.1

Поддержка операционных систем

Android 4.4.2 до 7.0