LICENCIATURA EM COMPUTAÇÃO PROCESSADOR TEGRA 2

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1 LICENCIATURA EM COMPUTAÇÃO PROCESSADOR TEGRA 2 SANTO AMARO 2011

2 ANGELO RAMOS JACKELINE BARBOSA JEANDERVAL SANTOS PROCESSADOR TEGRA 2 Trabalho apresentado ao Instituto Federal de Ciências e Tecnologia da Bahia, Campus Santo Amaro, curso Licenciatura em Computação, II semestre, como requisito para avaliação da disciplina Arquitetura de Computador. Orientador Joacir Ferreira. SANTO AMARO 2011

3 INTRODUÇÃO A NVIDIA fez a sua primeira tentativa de entrar no mercado de processadores para dispositivos móveis lançando o processador Tegra, mas teve um sucesso muito limitado. Os únicos equipamentos a tê-lo instalado foram os telemóveis KIN e o leitor multimédia Zune HD. Já em 2010 num evento do CES (Consumer Eletronics Show) ocorrido em Las Vegas a empresa anunciou seu processador Tegra 2 para sistemas embarcados os quais proporcionam baixo consumo de energia e alto desempenho na reprodução de vídeo e gráficos 3D. Seu projeto é unir um bom processador central à uma boa central de vídeo, garantindo bom desempenho computacional e gráfico, assim como acontece com os AMD Fusion e os Intel Sandy Bridge, mas com arquitetura ARM, por isso diferente. PROCESSADOR TEGRA Em 2008 a NVIDIA lançou o processador Tegra que juntava tecnologia ARM11 com uma GPU com excelentes rendimentos 3D, capaz de gravar e exibir vídeos de 720p (píxeis) com processamento via hardware além de dar suporte a câmeras de 12 MP (Mega píxeis) e ter suporte para saída HDMI. Embora o Tegra contenha um conjunto de recursos muito bons para a época, foi deixado de lado pela maioria dos fabricantes porque a NVIDIA decidiu projetar o processador para ter bom desempenho no sistema embarcado (sistema operacional) Windows Mobile. No entanto, o interesse da maioria dos fabricantes de dispositivos móveis já estava se direcionando para o Sistema da Google, O Android.

4 PROCESSADOR TEGRA 2 O Tegra 2 é uma evolução do Tegra e possui características que tornam o seu desempenho excelente, chegando a superar muitos de seu concorrentes diretos (de 20 a 30% mais rápido que o PowerVR GSX540 do iphone 3GS e de 25 a 100% mais rápido que o Snapdragon Adreno). Suas características: A primeira CPU móvel de dois núcleos ARM Cortex-A9. CPU NVIDIA GeForce com consumo de energia ultra baixo que oferece uma jogabilidade 3D excelente e uma interface de usuário 3D. Vídeo móvel HD 1080p. Processador de áudio (onde realiza o processamento de sinal de áudio) e ARM7 (que suporta funções de gerenciamento de sistema e vários recursos proprietários) objetivando o prolongamento da carga da bateria. Saída para tela digital de alta definição (suporte a HDMI). O Tegra 2 combina a tecnologia ARM Cortex A9 com uma GPU duas vezes mais eficiente que a da versão anterior. Sendo capaz de decodificar vídeos 1080p via hardware. Veja como funciona o Cortex A9: CORTEX A9

5 O modelo "Cortex A9" representa a próxima geração de processadores ARM e esta preparado para múltiplos núcleos, é capaz de chegar a uma frequência de relógio de 2 GHz e consome menos de 0,25 W de potência por CPU. O Cortex A9 inclui muitas mudanças estruturais, da suporte a multiprocessamento, permitindo o desenvolvimento de SoCs com dois ou quatro núcleos e é baseado em pipeline com apenas 8 estágios (contra os 13 do Cortex A8) reduzindo assim o uso do chip. No entanto, isso limita as frequências de operação que ele é capaz de alcançar. Mesmo assim não é um grande problema no caso do Cortex A9, já que os SoCs para Smartphones operam a frequências baixas, na casa dos 1.0 GHz. O Cortex A9 inclui buffer de ordenamento de instruções e 16 novos registradores, com 64 KB de Cache L1 (32 KB para dados e 32 KB para instruções) para cada núcleo e um Cache L2 compartilhado de até 1 MB. O Tegra 2 contém dois Cortex A9, com um Cache L2 de 1 MB e uma GPU GeForce ULV. Ela inclui 8 shader cores unificados. (arquitetura mais simples) com: 4 unidades de processamento de pixel shaders e 4 para o processamento de shaders, combinadas com unidades para o processamento de vértices.

6 Além dessa implantação dos Cortex A9 o processador também recebeu mudanças com a intenção de reduzir o consumo e o grande número de estágios de pipeline. Ele Inclui aceleração de vídeos, suporte à decodificação de vídeos 1080p via hardware e da suporte a aceleração de vídeos e animações em Flash usando a GPU, permitindo que os smartphones ofereçam maior rendimento. Também foi incluído um ISP (image signal processor), melhorando assim o desempenho da câmera com o intuito de processar imagens de 12 MP em apenas 3s (SoCs atuais atuam de 9 a 10 segundos) e oferece uma saída HDMI com a possibilidade de usar uma TV ou monitor para visualizar o desktop. O Tegra2, o primeiro processador dual-core para telemóveis. PERSPECTIVAS FUTURAS Dessa vez a NVIDIA está direcionando o Tegra 2 para um único sistema operacional, deixando de lado o Windows Mobile, e partindo para o Android. O foco no Android é mais do que justificado por causa da queda de sistemas operacionais tais como: Symbian, BlackBerry OS, Windows Mobile e até mesmo o Windows Phone 7. No caso da Apple usa um chip particular no iphone e no ipad. A outra estratégia da NVIDIA é a ideia de que os smartphones vão começar a ser usados no lugar do PC para tarefas singelas e leves, conectados a monitores e teclados, deixando todo o processamento por conta do smartphone. As projeções apontam para o crescimento do número de smartphones com o sistema operacional Android. Dado os avanços do Tegra 2, e a promessa de um Tegra 3 quad-core de 28 nm operando a 1.5 GHz para o final do ano. O processador com o nome de código Kal-el irá dispor de um processador principal de quatro núcleos. Para além de quatro núcleos de CPU, a NVIDIA quer integrar 12 unidades gráficas no processador. O desempenho irá aumentar cinco vezes em comparação com o Tegra 2. O "Kal-el" suporta a representação 3D estereoscópica e uma resolução de 2560 x 1600 píxeis.

7 CUSTO O SoC ("sistemas em um chip" (SoC - System on a Chip)) representa (20 ou 30 dólares, em um aparelho que custa mais de 500) apenas uma pequena fração do custo final em smartphones ou tablets. ÁREAS DE APLICAÇÃO A NVIDIA que é uma empresa tradicionalmente ligada às placas 3D e mesmo sendo a maior empresa desse setor, começou a sofrer forte concorrência, principalmente após a compra da empresa ATI pela AMD, a qual passou a investir no desenvolvimento de GPUs (graphics processor unit). Após as quedas, a NVIDIA passou a apostar no mercado de HPC (supercomputadores) e SoCs baseados em processadores ARM destinados a smartphones, tablets e outros dispositivos móveis. GLOSSÁRIO SoC (System on a Chip): Sistemas em um chip. Processador de sinal da imagem (ISP): O ISP integrado inclui algoritmos proprietários que permitem a estabilização de vídeo e imagem, localização de rostos entre outros. HDMI (High-Definition Multimedia Interface): Tecnologia de conexão de dispositivos de áudio e vídeo.

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Acessado em: 26, 28 e 30 de Maio de e+apresenta+tablets+durante+a+ces html Acessado em: 1 de Junho de

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