1. Startseite
  2. Grafikkarten
  3. Tablet- und Smartphone-Grafikeinheiten
  4. NVIDIA Geforce ULP

NVIDIA Geforce ULP

Die NVIDIA GeForce ULP ist eine Ultra-Low-Power GPU, die in verschiedenen Ausführungen von 2010 bis 2014 in NVIDIAs ARM-basierten Tegra-Prozessoren zu finden ist. Die GPU wurde stetig weiterentwickelt und in jeder Tegra-Generation deutlich verbessert, bis sie von der Kepler-basierten GPU im Tegra K1 abgelöst wurde. Sie verwendet eine Architektur, die eng an Desktopgrafikkarten angelehnt ist und damit vor allem auf eine starke 3D-Grafikleistung ausgelegt ist.

Architektur
Die NVIDIA GeForce ULP setzt sich aus VLIW-basierten VEC4-Einheiten zusammen, d.h. Arithmetic-Logic-Einheiten (ALUs), die mit skalaren und Vektoroperationen arbeiten können. Anders als die PowerVR- oder Adreno-Serien, die Tile-Based-Rendering benutzen, das Bandbreite und Energie spart, verwendet die NIVIDA GeForce ULP Immediate-Mode-Rendering, das eine deutlich höhere 3D-Leistung ermöglicht. Die GPU ist damit näher an Desktop-GPUs angelehnt als andere mobile Grafiklösungen und ist daher nicht besonders energieeffizient. Dennoch kann die Effizienzlücke durch Features wie Z-Culling (frühe Pixel-Eliminierung) etwas gefüllt werden. NVIDIA hat kein Unified-Shader-Design benutzt, um die Komplexität und den Stromverbrauch nicht zu erhöhen. Dieses wurde erst mit der Kepler-GPU im Tegra K1 eingeführt. Die VEC4-Einheiten der NVIDIA GeForce ULP setzen sich aus Pixel- und Vertex-Einheiten zusammen, auf welchen die Pixel- und Vertex-Shader verbaut sind. Die ROPs sind in die Pixel-Shader integriert. Die GPU im Tegra 2 setzt sich aus einer Vertex-Einheit mit 4 Vertex-Shadern und einer Pixel-Einheit mit 4 Pixel-Shadern zusammen und kommt damit auf 8 Kerne. Sie hat eine Frequenzreichweite von 100-400 MHz. Im Tegra 3 wurde die GPU mit einer zusätzlichen Pixel-Einheit ausgestattet, wodurch die Anzahl der Pixel-Shader verdoppelt wurde und nun 12 Kerne vorhanden sind. Zusammen mit einer Erhöhung der Taktfrequenz auf maximal 520 MHz konnte die Pro-Kern-Leistung leicht gesteigert werden. Das größte Upgrade der GPU ist mit der Einführung des Tegra 4 und Tegra 4i zu verzeichnen. Die Zahl der Kerne wurde auf maximal 72 und die Taktfrequenz auf maximal 672 MHz erhöht. Im Tegra 4 sind nun 72 Kerne zu finden, die sich aus 48 Pixel-Shadern und 24 Vertex-Shadern zusammensetzen. Zwar bleibt die Zahl der Vertex-Shader mit 4 pro Vertex-Einheit gleich, jedoch wurde die Tiefe der Pixel-Shader auf 3 erhöht, d.h. dass pro Pixel-Einheit 12 Pixel-Shader verbaut sind. Im Tegra 4i ist nur die Hälfte der Pixel- und Vertex-Einheiten zu finden, pro Pixel-Einheit sind jedoch ganze 24 Pixel-Shader verbaut, sodass auch hier 48 Pixel-Shader vorhanden sind. Insgesamt verfügt die GPU im Tegra 4i damit über 60 Kerne.

Funktionen
Die GPU im Tegra 2 verfügt über eine Video-Engine, die 1080p H.264 Main-Profile/VC-1/MPEG-4 decodieren und 1080p H.264 encodieren kann. Sie unterstützt Texturkompression, 5-faches Coverage-Sample-Antialiasing (CSAA) und 16-fache anisotropische Filterung (AF). Unterstützte APIs sind OpenGL ES 2.0, OpenVG 1.1 und EGL 1.4. Die Video-Engine im Tegra 3 kann Videos in 2560x1600-Auflösung ausgeben und 1080p MPEG-4 AVC/H.264 High-Profile mit 40 Mbit/s decodieren. Die GPU im Tegra 2 kann zudem stereoskopisches 3D darstellen. Mit dem Tegra 4 wurde API-Unterstützung für DirectX 9.3 hinzugefügt, OpenGL ES 3.0 wird jedoch weiterhin nicht vollständig unterstützt. Neue Features sind echtes 2x/4x Multisample Antialiasing sowie verlustfreie 16:1 Tiefenkompression und4:1 Farbenkompression.

Leistung
Die NVIDIA GeForce ULP zeichnet sich durch die vergleichsweise hohe 3D-Leistung aus, die aber gleichzeitig mit einem etwas höheren Stromverbrauch einhergeht. Die GPU ist daher meist nur in Tablets und eher selten in Smartphones zu finden. Ein Problem der GPU ist zudem die fehlende Unterstützung für OpenGL ES 3.0, obwohl zumindest einige Open GL ES 3.0-Features implementiert sind. Das kann dazu führen, dass einige Spiele, die OpenGL ES 3.0 benutzen nicht immer flüssig laufen. Generell ist die NVIDIA GeForce ULP jedoch durch NVIDIAs Tegra Zone optimierte Spiele sehr gut zum Spielen geeignet.
Weiterlesen

41 Smartphones, Tablets und Notebooks mit NVIDIA Geforce ULP

41 Smartphones, Tablets und Notebooks mit NVIDIA Geforce ULP