细数Tegra 4的几大失望之处：GPU架构还是NV4x

两年前NVIDIA的Tegra 3是世界首款四核Cortex-A9处理器，今年的CES前夕NVIDIA又顺利地抢先发布了世界第一款四核Cortex-A15处理器，而且借着Tegra 4的强大性能，NVIDIA还推出了代号Project Shield的游戏机，左手持Tegra 4利刃，右手握游戏机盾牌，杀向了今年的移动处理器市场。

发布几天来，我们也陆续了解了一下Tgera 4处理器的一些规格以及跑分性能，不过它背后还有很多不为人知的秘密。

文中提到的内容及数据主要来源于几家国外权威媒体，包括Anandtech、Extremetech、Heise以及"毒舌"BSN，下文不再一一提及。

Tegra 4基本情况：四核Cortex-A15架构、频率最高1.9GHz

NVIDIA的Tegra 4是世界首款四核Cortex-A15架构ARM处理器，此前唯一的Cortex-A15处理器是三星的Exynos 5 Dual双核，Nexus 10上使用的正是1.7GHz频率的Exynos 5250，因此在四核架构方面Tegra 4还是比较领先的，不过三星今年将推出big.LITTLE架构的八核处理器，内有4个Coretex-A15和Cortex-A7核心，华为据说也在开 发Cortex-A15架构的K3V3处理器，Tegra 4还要加速上市速度才行。

Tegra 4处理器核心架构图

Tegra 4使用的是TSMC的28nm HPL HKMG工艺，相比HPM工艺它主要优化了漏电流和峰值频率，比Tegra 3使用的40nm LPG工艺优秀得多，所以Tgera 4的最高频率达到了1.9GHz，核心面积约为80mm²，低于苹果A6X的124mm²，基本维持在了Tegra 3的80mm²量级，只不过晶体管规模肯定更高，具体数值未知。

此外，Tgera 4依然沿用了Tegra 3的4-Plus-1设计，也就是说实际上有5个核心，另外一个隐藏核心也是Cortex-A15架构的，不过频率、电压以及功耗要低得多，主要用来应付一些不需要高性能的应用，这样可以降低功耗，延长续航时间。

这个隐藏/伴生核心在系统里也是不可见的，而且它也不是三星那样的big.LITTLE架构，工作原理应该跟Tegra 3里的隐藏核心类似。

内存方面，Tegra 4终于一改Tegra 3只支持单通道内存的不足了，开始支持双通道LP-DDR3/DDR3L/LPDDR2，不过内存频率还没有准确数据，三星Exynos 5的DDR3频率达到了800MHz，Tegra 4至少也该有这个水平。

续航与功耗：功耗减少45%，TDP大约8W

新工艺的直接好处就是降低了处理器功耗，Tegra 4的功耗号称比Tegra 3减少了45%，视频播放续航时间为14小时。

芯片的TDP参数未知，不过Heise从Project Shield游戏机中估算了一下，它配备的是38Wh电池，续航时间是5-10小时（在掌机中这个续航算是很低了），因此功耗大约是3.8-7.6W左 右，如果算上内存、WiFi之类的消耗，那么实际功耗在5W左右。

这个功耗是什么概念呢？结合之前Anandtech做过的芯片级功耗测试来看，三星的Exynos 5250处理器的典型功耗在4W左右，最大功耗约为8W，因此四核的Tegra 4控制的还算不错，只不过这个"不错"的前提只适用于配备大容量电池的平板上。

我们把Project Shield游戏机看作一个5英寸720P、38Wh电池的手机，其游戏续航时间是5-10个小时，然后以小米2手机为参照对象，其电池容量为 2000mAH，电压3.7V，电池容量是7.4Wh，在我们的测试中GLBenchmark放电时间是3小时27分，那么，使用与小米2手机同样容量电池的Tegra 4手机游戏续航时间恐怕只有1-2个小时，只有小米2手机的一半左右，而且这还没考虑手机里各种信号芯片的消耗。

小米2满载时游戏续航时间大约是3个半小时

当然，这个换算是比较粗放的，手机/平板的真实续航时间还要看屏幕以及厂商的优化，但是从NVIDIA官方给出的数据换算来看Tegra 4用在手机上恐怕需要在续航上作出一些妥协。

GPU：非统一渲染架构，核心源于NV4x架构

Tegra 4的CPU架构部分是基于Cortex-A15指令集的，32位ARM架构上NVIDIA还不会开发自己的指令，Project Denver计划的产品倒是有可能跟高通一样自主开发ARM兼容架构，所以Tegra 4的CPU架构不做介绍了，GPU部分是NVIDIA自己开发的，这个才是重点。

先说Tegra 4问世之前的一个小插曲。NVIDIA今年推出的Kepler架构功效非常高，一改Fermi时代的高发热高功耗旧貌，黄仁勋在公司内部邮件中表示 Kepler架构如此高效甚至可以用到移动处理器上，而许多人确实很期待Tegra 3之后的产品会升级到统一渲染架构。

等Tegra 4露面了，统一渲染架构的设想已经被证实不可能了。NVIDIA市场总监Nick Stam证实，Tegra 4的72个GPU核心由48个PS像素顶点单元和24个VS顶点着色单元组成，延续了Tegra 2/3使用的GeForce ULP核心，其中Tegra 3上的PS、VS单元分别是8个、4个。Tegra 4的规模正好是Tgera 3的6倍，当然还有一些渲染管线以及缓