NVIDIA Tegra

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Tegra T20 (Tegra 2) と T30 (Tegra 3)
 
Motorola Xoomに実装されたTegra 2

NVIDIA Tegra（エヌビディア テグラ）は、NVIDIAによるARM系の省電力統合型プロセッサのシリーズ。スマートフォンやタブレット型コンピュータ、Nintendo Switch、nVidia Shield TV、自動車のインフォテインメントシステムなどに使用されている。

構成[編集]

Tegraには、1チップ内に独立したプロセッサコアが機能別に搭載されている（ARMプロセッサ、GPU、2Dエンジン、HD動画のエンコーダ・デコーダ、オーディオ処理、画像処理）。使っていない機能のプロセッサは電源が遮断され、消費電力を下げる（100 - 500mW程度）[1]。

特徴[編集]

  • 省電力でありながらグラフィック性能が高い
  • コンピュータに必要な機能が1枚のチップに収まっているので、チップセットの面積が小さい
  • 世界初のデュアルコアARM Cortex A9 CPUを搭載 (Tegra 2)
  • 世界初のクアッドコアARM Cortex A9 CPUを搭載 (Tegra 3)
  • 低周波数で低消費電力動作を実現する第5のコンパニオンCPUコアを搭載 (Tegra 3)

仕様[編集]

Tegra 250[2]
製造プロセス アーキテクチャ CPU GPU メモリ 動画 エンコード 画面解像度 モデム
コア数 クロック コア数 演算性能
Tegra APX 2500, 2600 ARM11 1 0.6 GHz NEON 非対応 (Advanced SIMD) LPDDR-333 720p@30fps 854x480 (LCD)
1280x1024 (CRT)
1280x720 (HDMI) 		なし
Tegra 600   0.7 GHz 1280x1024
Tegra 650   0.8 GHz LPDDR-400 1080p@24fps 1680x1050
Tegra 230 40 nm[3] Cortex-A9 2 1.0 GHz VFPv3-D16 (VFPv3に対してレジスタ数が半分)
NEON 非対応 (Advanced SIMD) 		8 (VS : 4 PS : 4)[4] 単精度 5.6 GFLOPS (333 MHz)[5] シングルチャネル LPDDR2-600 1080p 1024x600 (LCD)
1280x1024 (CRT)
1920x1080 (HDMI)
Tegra 250 シングルチャネル LPDDR2-600, 667 1680x1050 (LCD)
1600x1200 (CRT)1920x1080 (HDMI)
Tegra 3 / Tegra 4
製造プロセス アーキテクチャ CPU GPU メモリ 動画 エンコード 画面解像度 モデム
コア数 クロック 演算性能 L2 キャッシュ コア数 演算性能
Tegra 3 40 nm[6] Cortex-A9 4 + 1[7] 1.3 - 1.7 GHz VFPv3
NEON 対応 (Advanced SIMD) 		単精度 27.2 GFLOPS[8]
倍精度 10.2 GFLOPS[9] 		1 MB[10] 12 (VS : 4 PS : 8[11]) 単精度 12.48 GFLOPS (520 MHz[12])[13] 32bit シングルチャネル DDR3-L 1600, LPDDR2-1066 1440p 2048x1536(LCD)
1920x1200(CRT)
1920x1080(HDMI) 		なし
Tegra 4i 28 nm[14] Cortex-A9 R4 ? - 2.3 GHz VFPv4
NEON 対応 (Advanced SIMD) 		単精度 36.8 GFLOPS[15]
倍精度 13.8 GFLOPS[16] 		60 (VS : 20 PS : 40[17]) 単精度 79.2 GFLOPS (660 MHz[18]) 32bit シングルチャネル LPDDR3-2133 1920x1200(LCD)
1920x1080(HDMI) 		LTE Cat4
HSPA+
TD-HSPA
GSM / GPRS / EDGE
Tegra 4 Cortex-A15 r2 1.2 - 1.9 GHz 単精度 60.8 GFLOPS[19]
倍精度 15.2 GFLOPS[20] 		2 MB + 0.5 MB[21] 72[22] (VS : 24 PS : 48[23] 単精度 96.768 GFLOPS
(672 MHz[24]) 		32bit デュアルチャンネル DDR3-L, LPDDR3-1866 3200x2000(LCD)
3840x2160(HDMI) 		なし
Tegra K1 / Tegra X1 / Tegra X2
製造プロセス アーキテクチャ CPU GPU メモリ 動画 エンコード 画面解像度 モデム
コア数 クロック 演算性能 L2 キャッシュ コア数 演算性能
Tegra K1 (32ビット) 28 nm[25] (TSMC HPM) Cortex-A15 r3 4 + 1 ? - 2.3 GHz 単精度 73.6 GFLOPS[26]
倍精度 18.4 GFLOPS[27] 		2 MB + 0.5 MB[28] CUDA Kepler
Unified Shader 192 		単精度 364.8 GFLOPS (950 MHz[29]) 64bit デュアルチャンネル LPDDR3, DDR3-L 14.9 GB/s H.264, VP8など 2160p 30fps 3840x2160 (LCD)
4096x2160 (HDMI) 		なし
Tegra K1

(64ビット)

Denver 2 ? - 2.5 GHz[30] 単精度 40 GFLOPS[31]
倍精度 20 GFLOPS[32] 		2 MB[33]
Tegra X1 20 nm (TSMC 20 SoC) Cortex-A57 + Cortex-A53[34] 4 + 4[35] Cortex-A57 1.9 GHz[36] 2 MB + 0.5 MB[37] CUDA Maxwell 256[38] 単精度 512 GFLOPS (1 GHz)[39] 64bit LPDDR4, LPDDR3, DDR3 25.6 GB/s[40] H.265, VP9など 2160p 30fps 4096x2160 60fps
Tegra X2 (Parker) 16 nm Denver 2 + Cortex-A57 2 + 4 2.0 GHz + 2.0 GHz     2 MB + 2 MB CUDA Pascal 256 (1.3 GHz) 128bit LPDDR4 58.4 GB/s H.265, VP9など 2160p 60fps

グラフィック性能[編集]

Tegra 650のグラフィック性能は「GeForce 6」シリーズ相当で、『Quake III Arena』を46fpsで実行できる[41]。Tegra 250は1024x600の解像度を60fpsで実行できる[42]。

Tegra 3は12コアのGeForce GPUを搭載しており、Tegra 2と比べ約3倍のグラフィックス性能を持つ[43]。また、最新のビデオ・エンジンを実装することで、1080p、40Mbpsのビデオを再生することが可能[43]。このほか、ステレオスコピック3Dにも対応する。

Tegra 4は72コアのGeForce GPUを搭載しており、Tegra 3の約6倍、Tegra 2の約20倍のグラフィック性能を持つ[44]

Tegra K1はTegra 4の3.75倍のグラフィック性能をもっており[45]第7世代の据え置きゲーム機（PS3/Xbox 360）の性能を超えている[46]。

Tegra X1はTegra K1の1.5～2倍のグラフィック性能。正式にFP16に対応しており、最大で1TFLOPSの演算能力を有する[47][48]。

メモリ帯域[編集]

ARMアーキテクチャのデュアルコアCPUで LPDDR2 SDRAM を利用している場合はデュアルチャネル（32ビット×2）を採用しているものが多い中、Tegra 2 と Tegra 3 はシングルチャネル（32ビット×1）を採用している。

Tegra 3の省電力技術[編集]

「4-PLUS-1」
メインである4つのコアに加え、低性能・低消費電力のコンパニオンコアを状況に応じて活用する技術。端末のパフォーマンスが必要なときは4つのコアから必要な数のコアを使い、不要なときは低消費電力のコンパニオンコアだけで動作して全体の消費電力を削減する。ビデオ再生時では最大61%、Web閲覧では最大30%の消費電力の削減が可能[49]。
PRISM Display Technology（プリズム・ディスプレイ・テクノロジ）
液晶の消費電力を低減するための技術。液晶に表示される画像・動画のピクセル1つ1つを分析して、明るい色に置き換えることで、バックライトを暗くしても同じ明るさを維持する。バックライトの消費電力を最大40%削減できる[50]。
DirectTouch（ダイレクト・タッチ）
タッチパネルの消費電力を削減する技術。タッチパネルの制御を専用チップではなくTegra 3で行うことで、消費電力およびチップ面積を低減する。また、タッチパネルの制御にTegra 3のパフォーマンスを活用できるため、タッチレスポンスが向上する[50]。

用途[編集]

Tegra APX 2500は携帯電話などの搭載に適しており、Tegra 600/650はUMPCなどの搭載に適している。また、Tegra 3はスマートフォンやタブレット端末への搭載に適している。同チップを搭載する端末では、テレビに繋いで大画面に出力できるほか、対応するPS3、Wii、Xboxなどのゲームコントローラーをつなげて、家庭用ゲーム機レベルの3Dゲームが楽しめる[50]。

なお、Tegraシリーズは、クアルコム社のモバイル向けプロセッサSnapdragonや、TI社のモバイル向けプロセッサOMAPなどと競合する。

サポートするOS[編集]

Tegraを搭載した製品[編集]

Tegra 2以降のプロセッサを搭載したスマートフォン・タブレットを、NVIDIAでは「Tegraスーパー・フォン」「Tegraスーパー・タブレット」と呼ぶ。

競合製品[編集]

脚注[編集]

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  1. ^ 【PC Watch】 【COMPUTEX 2009レポート】NVIDIA、Tegraベースのネットブックなど多数のデザインウインを明らかに ～国内キャリアからも登場か
  2. ^ “NVIDIA Tegra FAQ (PDF)” (英語). 2009年6月28日閲覧。
  3. ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体
  4. ^ The Tegra 4 GPU, NVIDIA Claims Better Performance Than iPad 4
  5. ^ AnandTech - Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks
  6. ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体
  7. ^ バッテリーセーバーコア
  8. ^ 4 FLOPS/cycle * 1.7 GHz * 4 コア
  9. ^ 1.5 FLOPS/cycle * 1.7 GHz * 4 コア
  10. ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース
  11. ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体
  12. ^ 【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】NVIDIAがMWCに合わせて「Tegra 4/4i」の詳細を明らかに
  13. ^ AnandTech - Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks
  14. ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体
  15. ^ 4 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア
  16. ^ 1.5 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア
  17. ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース
  18. ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース
  19. ^ 8 FLOPS/cycle * 1.9 GHz * 4 コア
  20. ^ 2 FLOPS/cycle * 1.9 GHz * 4 コア
  21. ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース
  22. ^ NVIDIA Tegra 4 processor details leaked
  23. ^ )NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体
  24. ^ 【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】NVIDIAがMWCに合わせて「Tegra 4/4i」の詳細を明らかに
  25. ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体
  26. ^ 8 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア
  27. ^ 2 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア
  28. ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース
  29. ^ 【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】NVIDIAの最強モバイルSoC「Tegra K1」の省電力技術の秘密 - PC Watch
  30. ^ Nvidia details 64-bit Denver Tegra K1, claims Haswell-class performance for first 64-bit Android chip | ExtremeTech
  31. ^ 8 FLOPS/cycle * 2.5 GHz * 2 コア
  32. ^ 4 FLOPS/cycle * 2.5 GHz * 2 コア
  33. ^ Nvidia details 64-bit Denver Tegra K1, claims Haswell-class performance for first 64-bit Android chip | ExtremeTech
  34. ^ AnandTech | NVIDIA Tegra X1 Preview & Architecture Analysis
  35. ^ AnandTech | NVIDIA Tegra X1 Preview & Architecture Analysis
  36. ^ NVIDIA® Jetson™ TX1 Supercomputer-on-Module Drives Next Wave Of Autonomous Machines | Parallel Forall
  37. ^ AnandTech | NVIDIA Tegra X1 Preview & Architecture Analysis
  38. ^ AnandTech | NVIDIA Tegra X1 Preview & Architecture Analysis
  39. ^ AnandTech | NVIDIA Tegra X1 Preview & Architecture Analysis
  40. ^ AnandTech | NVIDIA Tegra X1 Preview & Architecture Analysis
  41. ^ 4Gamer.net ― NVIDIAのMichael Rayfieldゼネラルマネージャーに聞く，Tegraの現在と今後 (Tegra)
  42. ^ NVIDIA Tegra Multi-processor Architecture
  43. ^ a b ITmedia ― NVIDIA、「Tegra3」を正式に発表
  44. ^ NVIDIA Tegra 4 processor details leaked
  45. ^ Tegra K1 ‘SuperChip’ First Benchmarks Surface – Almost 4 Times Faster than Tegra 4, Blows the Competition Away
  46. ^ 【詳報】NVIDIA、KeplerアーキテクチャGPUの次世代SoC「Tegra K1」～PS3、Xbox 360の性能を超える
  47. ^ 1TFLOPSの実現はモバイルSoCとしては初となる。
  48. ^ ［CES 2015］次世代SoC「Tegra X1」のグラフィックス性能は現行Tegra K1の1.5～2倍に。1TFLOPSの処理性能で狙うのは自動車業界
  49. ^ NVIDIA - 低消費電力と高性能を両立させるマルチコアCPUアーキテクチャー
  50. ^ a b c マイナビニュース - 最小消費電力で最大パフォーマンスを目指す「Tegra3」 - NVIDIAが説明会を解説
  51. ^ NVIDIA Tegra
  52. ^ Downloads | Tegra Developer Zone
  53. ^ Microsoft，「次期Windows」におけるARMサポートを公表 - 4Gamer
  54. ^ [1] QNX CAR2 が NVIDIA Tegraプロセッサファミリをサポート - Blackberry QNX
  55. ^ 多聞天 (Tamonten)（2015年4月12日時点のアーカイブ）
  56. ^ “Avionic Design Tegra 2 (T290) Tamonten Processor Module - Product Brief”. Avionic Design. 2012年5月30日閲覧。
  57. ^ “ASUSTeK、「Eee Pad」を「ASUS Pad」に改名～第1弾はTegra 3搭載の「TF300T」”. Impress PC Watch. (2012年5月17日). http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20120517_533498.html 2012年5月17日閲覧。 
  58. ^ Audi connect and infotainment
  59. ^ 「Nintendo Switchのチップ解剖から考えるデグレード版Tegra X1を選んだ理由 (1/3)」『EE Times Japan』。2018年11月2日閲覧。

外部リンク[編集]

ARMベースのチップ
アプリケーション
プロセッサー
Cortex-A5
Cortex-A7
  • Allwinner A20/A31s/A31
  • HiSilicon K3V3
  • Leadcore LC1813
  • MediaTek MT6572/6589/6589T/6589M/8125/6599
  • Qualcomm Snapdragon 200/400
  • Samsung Exynos 5410
    • Cortex-A8
  • Allwinner A10/A13/A10s
  • Apple A4
  • フリースケール i.MX5x
  • Rockchip RK290x/RK291x
  • Samsung Exynos 3110/S5PC110/S5PV210
  • テキサス・インスツルメンツ OMAP 3
  • ZiiLABS ZMS-08
    • Cortex-A9
  • Amlogic AML8726
  • Apple A5/A5X
  • フリースケール i.MX6x
  • HiSilicon K3V2/K3V2T/K3V2E
  • MediaTek MT6575/6577
  • Nvidia Tegra 2/3/4i
  • Nufront NuSmart 2816M/NS115/NS115M
  • Renesas EMMA EV2
  • Rockchip RK292x/RK30xx/RK31xx
  • Samsung Exynos 4
  • ST-Ericsson NovaThor
  • Telechips TCC8803
  • テキサス・インスツルメンツ OMAP 4
  • VIA WonderMedia WM88x0/89x0
  • ZiiLABS ZMS-20, ZMS-40
    • Cortex-A15
  • HiSilicon K3V3
  • MediaTek MT6599
  • Nvidia Tegra 4
  • Samsung Exynos 5
  • テキサス・インスツルメンツ OMAP 5
    • Cortex-A57
  • Nvidia Tegra X1
    • Cortex-A76
    ARMv7-A
    互換
  • Apple A6/A6X (Swift)
  • Broadcom Brahma-B15
  • Marvell P4J
  • Qualcomm Snapdragon S1/S2/S3 (Scorpion)
  • Qualcomm Snapdragon S4 Plus/S4 Pro (Krait)
  • Qualcomm Snapdragon 600/800 (Krait 300/Krait 400)
    • ARMv8
    互換
  • Apple A7 (Cyclone)
  • Apple A8/A8X (Typhoon)
  • Apple A9/A9X (Twister)
  • Apple A10/A10X Fusion (Hurricane / Zephyr)
  • Apple A11 Bionic (Monsoon / Mistral)
  • Apple A12/A12X Bionic (Vortex / Tempest)
  • Samsung Exynos 9820 (Exynos M4)
    • 組込み用
    マイクロコントローラ
    Cortex-M0
    Cortex-M0+
  • フリースケール Kinetis L
  • NXP LPC800
    • Cortex-M1
  • Actel FPGA
  • Altera FPGA
  • Xilinx FPGA
    • Cortex-M3
  • Actel SmartFusion, SmartFusion 2
  • Atmel AT91SAM3
  • Cypress PSoC 5
  • Energy Micro EFM32 Tiny, Gecko, Leopard, Giant
  • Fujitsu FM3
  • NXP LPC1300, LPC1700, LPC1800
  • Silicon Labs Precision32
  • STマイクロエレクトロニクス STM32 F1, F2, L1, W
  • テキサス・インスツルメンツ F28, LM3, TMS470, OMAP 4
  • Toshiba TX03
    • Cortex-M4
  • Atmel AT91SAM4
  • フリースケール Kinetis K
  • テキサス・インスツルメンツ OMAP 5
    • Cortex-M4F
  • Energy Micro EFM32 Wonder
  • フリースケール Kinetis K
  • Infineon XMC4000
  • NXP LPC4000, LPC4300
  • STマイクロエレクトロニクス STM32 F3, F4
  • テキサス・インスツルメンツ LM4F
    • リアルタイム処理
    マイクロコントローラ
    Cortex-R4F
    • テキサス・インスツルメンツ RM4, TMS570
    Cortex-R5F
  • Scaleo OLEA
    • クラシック
    プロセッサー
    ARM7
    Atmel
    NXP
    STマイクロエレクトロニクス
    STR7
    ARMv4
    互換
    ディジタル・
    イクイップメント・
    コーポレーション
    ARM9
  • Atmel AT91SAM9, AT91CAP9
  • フリースケール i.MX1x, i.MX2x
  • Rockchip RK27xx/RK28xx
  • NXP LPC2900, LPC3100, LPC3200, LH7A
  • ST-Ericsson Nomadik STn881x
  • STマイクロエレクトロニクス STR9
  • テキサス・インスツルメンツ OMAP 1, AM1x
  • VIA WonderMedia WM8505/8650
  • ZiiLABS ZMS-05
    • ARMv5
    互換
    ディジタル・
    イクイップメント・
    コーポレーション
    マーベル・
    テクノロジー・
    グループ
  • Sheeva
  • Feroceon
  • Jolteon
  • Mohawk
    • ARM11
  • Broadcom BCM2835 (Raspberry Pi)
  • フリースケール i.MX3x
  • Infotmic IMAPX210/220
  • Nvidia Tegra APX, 6xx
  • Qualcomm MSM7000, Snapdragon S1
  • ST-Ericsson Nomadik STn882x
  • Telechips TCC8902
  • TI OMAP 2
  • VIA WonderMedia WM87x0
    • ARMv6
    互換
  • Mindspeed Comcerto 1000
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