托起SuperPhone Tegra 2超级芯片全解析

从图片解读Tegra 2的奥秘

表2 英伟达Tegra 2的主要规格

上一代Tegra采用的是65nm制程工艺，由台积电负责生产。而Tegra 2采用的是台积电40nm制程工艺。新的制造技术使得芯片的体积得以进一步收缩，同样尺寸的芯片可以填充2倍多的晶体管数量。Tegra 2是一个非常复杂的芯片，共包含2.6亿个晶体管，核心尺寸约为49平方毫米，8.8mm的BGA封装。在英伟达一张关于Tegra 2架构的图片中不难发现，它共有8颗逻辑处理芯片，而上一代Tegra处理器的核心数量为7个。不过这8个处理芯片并非我们在英特尔或AMD的CPU中看到的那些传统意义上的处理器核心，而是各有各的用途。

Tegra 2的主要结构

从单ARM11到双Cortex-A9——核心部分

不同于第一代Tegra集成7颗逻辑处理芯片，Tegra 2将其数目上升至8颗。令人兴奋的是，Tegra 2内建了两颗ARM Cortex-A9芯片。如如果你同时使用过iPhone 3G和iPhone 3GS，体验过两者在速度方面的差别就能感受到Cortex-A8性能的强悍之处。不过，我们要告诉你的是，Cortex-A9比Cortex-A8更快。不仅如此，Cortex-A9拥有很好的向下兼容性，之前针对ARM11设计开发的程序代码都能被无缝兼容，这也意味着上一代Tegra的应用软件都可以快速移植到采用Tegra 2的设备中。而ARM 11核心虽然也是基于ARM MPCore架构，但是在上一代Tegra芯片中只有一颗ARM11。上市已超过5年的ARM 11显然已经难以应付时下主流应用的性能需求。

此外，由于Cortex-A9微架构具有两种模式：可扩展式Cor tex-A9 MPCore多核处理器和传统的Cortex-A9单核处理器。从以往的成功经验来看，依靠双内核式处理器设计不但能够有效提升产品性能，而且还能较好地控制功耗。因此，英伟达设计人员选择了在Tegra 2的内部集成两颗独立的Cor tex-A9芯片。如此一来，Tegra 2便有了更强的机动性：针对于性能较高的应用场合，提高Cor tex-A9芯片工作频率；针对于性能较低的应用场合，降低Cortex-A9芯片工作频率。不仅如此，Tegra 2内建两颗Cortex-A9能够改善当前手持移动设备无法支持后台任务多线程的弊端。同桌面处理器类似，Tegra 2内建的2颗Cortex-A9处理器各自具备独有的指令缓存(32KB)和数据缓存(32KB)，但二级缓存则采用了共享方式。为了保证Cortex-A9 MPCore处理器与系统互连之间的数据交互性能，支持单条和双路64bit AMBA 3 AXI接口配置能够按处理器的工作频率进行全负荷工作。根据ARM官方数据来看，数据交互通道的高速度可达12GB/s。