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NVIDIA Tegra K1 (64 Bit)

Der Nvidia Tegra K1 (64 Bit) ist ein ARM-basiertes Dual-Core-SoC für Tablets, das am 15. Oktober 2014 vorgestellt wurde. Von dem Tegra K1 existieren eine 32-Bit- und eine 64-Bit-Variante. Die 32-Bit-Variante, die z.B. in NVIDIAs Shield Tablet zum Einsatz kommt, benutzt 4 Cortex-A15-Kerne, die mit maximal 2,3 GHz takten. Im Nvidia Tegra K1 (64 Bit) hingegen takten 2 leistungsstarke Denver-Kerne mit einer Basistaktfrequenz von 2,3 GHz und einem Turbo von bis zu 2,5 GHz. Das SoC ist wie sein 32-Bit-Gegenstück hauptsächlich auf Gaming-Performance ausgelegt. Es kommt z.B. im Google Nexus 9 Tablet, das von HTC gefertigt wird, zum Einsatz. Neben einer Kepler-basierten Grafikeinheit ist auf dem Chip auch ein Dual-Channel DDR3L und LPDDR2/3 Speichercontroller für bis zu 8 GB RAM verbaut.

Architektur
Die Denver-Prozessorkerne sind eine Eigenentwicklung NVIDIAs und basieren auf der ARMv8-ISA-Architektur. Der Denver-Chip hat eine sehr weite 7-Wege Superscalar-Execution-Pipeline und wird im 28 nm Verfahren gefertigt. Jeder der 2 Rechenkerne ist mit einem 128 KiB großen Instruction Cache und einem 64 KiB großen Data L1 Cache ausgestattet. Zusammen können sie auf einen 2 MiB L2 Cache zurückgreifen. Der Chip unterstützt sogenannte Dynamic Recompilation, die es ermöglicht, dass oft benutzte Code-Sequenzen, die bereits optimiert wurden, in einem 128 MB großen Cache auf dem Hauptspeicher gespeichert werden. ARM-Instruktionen durchlaufen einen Transformierungsprozess, der sie Denver-kompatibel macht. Dabei können diese Instruktionen neu angeordnet und auch eliminiert werden, falls sie keine wichtige Funktion erfüllen. Ursprünglich war geplant, den Denver-Chip sowohl ARM- als auch x86-Code-kompatibel zu machen, dafür erforderliche Patentlizenzen konnten jedoch nicht erworben werden.

Der Nvidia Tegra K1 (64 Bit) verfügt über dieselbe Kepler-Grafikeinheit wie sein 32-Bit-Gegenstück. Es handelt sich dabei um NVIDIAs Kepler GK20A-Grafikchip. Es ist dieselbe Kepler-Architektur, die auch in Gaming-PCs und im schnellsten Supercomputer der USA zum Einsatz kommt. Diese ermöglicht hohe Grafik- und Computingperformance sowie Gaming, Browsing und Watching bei höchster Energieeffizienz. Auf dem Chip sind 192 NVIDIA CUDA Cores, 8 TMUs und 4 ROPs aktiviert, was sie zur ersten mobile GPU macht, die die Unreal Engine 4 unterstützt und zur einzigen mit CUDA Cores für ein besseres Spielerlebnis auf mobilen Endgeräten, Gesichtserkennung und Augmented Reality. Die Grafikeinheit unterstützt Primärbildschirme bis 3840x2160 und externe Bildschirme über HDMI bis 4K-Auflösung (4096x2160). API-Support umfasst DirectX 11, OpenGL ES 3.1 und OpenGL 4.4. Die GPU war die schnellste Grafiklösung im Jahr 2014, bis sie von der PowerVR GXA6850 knapp überholt wurde.

Leistung
Durch die sehr weite Pipeline und Code-Optimierungen bietet der Nvidia Tegra K1 (64 Bit) vor allem bei Single-Core-Performance, aber auch beim Multi-Threading, deutlich mehr Leistung als sein 32-Bit-Konterpart. Im Geekbench 3 manifestiert sich dies mit einem fast 70% höheren Score. Auch den A8 von Apple übertrifft der Chip um 10-20%. Der Nvidia Tegra K1 (64 Bit) kommt ohne den Battery-Saver Core aus, der z.B. aus dem NVIDIA Tegra K1 CD570M-A1 bekannt ist. Die Leistungsaufnahme gleicht in etwa der des 32-Bit Tegra K1. Das SoC kommt selbst mit den anspruchsvollsten Android-Spielen problemlos klar, ist aber aufgrund der Anforderungen an das Kühlsystem eher für Tablets und weniger für Smartphones geeignet.
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Technische Daten
Erscheinungsdatum3. Quartal 2014
Basis-Taktfrequenz2.3 GHz
Boost-Taktfrequenz2.5 GHz
Anzahl der Kerne2
L2-Cache2 MB
Fertigungstechnologie28 nm
Interne GrafikNVIDIA Kepler GK20A
SpeicherunterstützungDDR3L / LPDDR2/3

3 Tablets mit NVIDIA Tegra K1 (64 Bit)

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