Tegra

Tegra APX 2500

• Procesador: ARM11 600  MHz MPCore (originalmente GeForce ULV)
  • Sufijo: APX (anteriormente CSX)
• Memoria: memoria flash NOR o NAND, DDR móvil
• Gráficos: Procesador de imágenes ( FWVGA 854×480 píxeles)
  • Admite cámaras de hasta 12 megapíxeles.
  • El controlador LCD admite resoluciones de hasta 1280×1024.
• Almacenamiento: IDE para SSD
• Códecs de vídeo: decodificación MPEG-4 AVC/H.264 y VC-1 de hasta 720p
• Incluye compatibilidad con GeForce ULV para OpenGL ES 2.0, Direct3D Mobile y sombreadores programables.
• Salida: HDMI , VGA , vídeo compuesto , S-Video , conector estéreo, USB
• USB On-The-Go

Tegra APX 2600

• Memoria flash NAND mejorada
• Códecs de vídeo: ^{[ 16 ]}
  • Codificación o decodificación de perfil base H.264 720p
  • Decodificación de perfil avanzado VC-1/WMV9 a 720p
  • Codificación o decodificación con perfil simple MPEG-4 D-1

Tegra 600

• Dirigido al segmento de GPS y al sector automotriz.
• Procesador: ARM11 700  MHz MPCore
• Memoria: DDR de bajo consumo ( DDR-333 , 166  MHz)
• SXGA, HDMI, USB, conector estéreo
• Cámara HD 720p

Tegra 650

• Diseñado para tarjetas gráficas GTX de dispositivos portátiles y portátiles.
• Procesador: ARM11 800  MHz MPCore
• Memoria DDR de bajo consumo ( DDR-400 , 200  MHz)
• Menos de 1  vatio de envolvente
• Procesamiento de imágenes HD para funciones avanzadas de cámaras fotográficas digitales y videocámaras HD.
• La pantalla admite 1080p a 24 fotogramas/s, HDMI v1.3, LCD y CRT WSXGA+ y salida de TV NTSC/PAL.
• Compatibilidad directa con Wi-Fi, unidades de disco, teclado, ratón y otros periféricos.
• Un paquete completo de soporte de placa (BSP) para permitir una rápida comercialización de diseños basados ​​en Windows Mobile.

El SoC Tegra de segunda generación tiene una CPU ARM Cortex-A9 de doble núcleo , una GPU GeForce de ultrabajo consumo (ULP), ^{[ 17 ]} un controlador de memoria de 32 bits con memoria LPDDR2-600 o DDR2-667, una caché L1 de 32 KB/32 KB por núcleo y una caché L2 compartida de 1 MB. ^{[ 18 ]} La implementación Cortex A9 del Tegra 2 no incluye la extensión SIMD de ARM, NEON . Existe una versión del SoC Tegra 2 que admite pantallas 3D; este SoC utiliza una CPU y una GPU con mayor frecuencia de reloj.   

El decodificador de video Tegra 2 es prácticamente idéntico al Tegra original y tiene soporte limitado para formatos HD. ^{[ 19 ]} La falta de soporte para el formato H.264 de alto perfil es particularmente problemática al usar servicios de transmisión de video en línea.

Características comunes:

• Caché de la CPU: L1: 32  KB de instrucciones + 32  KB de datos, L2: 1  MB
• Tecnología de semiconductores de 40 nm

^1. Shaders de píxeles  : Shaders de vértices  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado

Dispositivos

El Tegra 3 de NVIDIA ( nombre en clave " Kal-El ") ^{[ 28 ]} es funcionalmente un SoC con una CPU ARM Cortex-A9 MPCore de cuatro núcleos , pero incluye un quinto núcleo "complementario" en lo que Nvidia denomina una " arquitectura SMP variable ". ^{[ 29 ]} Si bien todos los núcleos son Cortex-A9, el núcleo complementario se fabrica con un proceso de silicio de bajo consumo. Este núcleo opera de forma transparente para las aplicaciones y se utiliza para reducir el consumo de energía cuando la carga de procesamiento es mínima. La parte principal de cuatro núcleos de la CPU se apaga en estas situaciones.

Tegra 3 es la primera versión de Tegra que admite la extensión SIMD de ARM, NEON .

La GPU del Tegra 3 es una evolución de la GPU del Tegra 2, con 4 unidades de sombreado de píxeles adicionales y una frecuencia de reloj más alta. También puede generar vídeo con una resolución de hasta 2560 × 1600 y admite 1080p MPEG-4 AVC/h.264 40  Mbit/s High-Profile, VC1-AP y formatos más sencillos de MPEG-4 como DivX y Xvid. ^{[ 30 ]}

El Tegra 3 fue lanzado el 9 de noviembre de 2011. ^{[ 31 ]}

Características comunes:

• Caché de la CPU: L1: 32  KB de instrucciones + 32  KB de datos, L2: 1  MB
• Tecnología de semiconductores LPG de 40 nm de TSMC

^1. Shaders de píxeles  : Shaders de vértices  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado

Dispositivos

El Tegra  4 ( nombre en clave " Wayne ") se anunció el 6 de enero de 2013 y es un SoC con una CPU de cuatro núcleos, pero incluye un quinto núcleo complementario Cortex A15 de bajo consumo que es invisible para el sistema operativo y realiza tareas en segundo plano para ahorrar energía. Esta configuración de ahorro de energía se denomina "arquitectura SMP variable" y funciona de forma similar a la configuración del Tegra  3. ^{[ 46 ]}

La GPU GeForce del Tegra  4 representa una evolución de sus predecesores. Sin embargo, se implementaron numerosas funciones adicionales y mejoras de eficiencia. El número de recursos de procesamiento aumentó drásticamente, al igual que la frecuencia de reloj. En pruebas 3D, la  GPU del Tegra 4 suele ser varias veces más rápida que la del Tegra  3. ^{[ 47 ]} Además, el  procesador de vídeo del Tegra 4 ofrece compatibilidad total con la decodificación y codificación por hardware de vídeo WebM (hasta 1080p a 60  Mbit/s y 60 fps). ^{[ 48 ]}

Junto con Tegra  4, Nvidia también presentó i500, un módem de software opcional basado en la adquisición de Icera por parte de Nvidia , que puede reprogramarse para admitir nuevos estándares de red. Es compatible con  LTE de categoría 3 (100 Mbit/s), pero posteriormente se actualizará a categoría 4 (150  Mbit/s).

Características comunes:

• Caché de la CPU: L1: 32  KB de instrucciones + 32  KB de datos, L2: 2  MB
• Tecnología de semiconductores HPL de 28 nm

^1. Shaders de píxeles  : Shaders de vértices  : Pipelines de píxeles (pares 1x TMU y 1x ROP)

El Tegra K1 de Nvidia (nombre en clave " Logan ") cuenta con núcleos ARM Cortex-A15 en una configuración 4+1 similar a la del Tegra 4, o al procesador de doble núcleo Project Denver de 64 bits  de Nvidia , así como una unidad de procesamiento gráfico Kepler con soporte para Direct3D 12, OpenGL ES 3.1, CUDA 6.5, OpenGL 4.4 /OpenGL 4.5 y Vulkan . ^{[ 73 ] [ 74 ]} Nvidia afirma que supera tanto a la Xbox 360 como a la PS3, consumiendo significativamente menos energía. ^{[ 75 ]}

Admite compresión de textura escalable adaptativa . ^{[ 76 ]}

A finales de abril de 2014, Nvidia lanzó la placa de desarrollo "Jetson TK1" que contenía un SoC Tegra K1 y ejecutaba Ubuntu Linux . ^{[ 77 ]}

• Procesador:
  • Variante de 32 bits, procesador ARM Cortex-A15 MPCore R3 de cuatro núcleos + núcleo complementario de bajo consumo.
  • o variante de 64 bits con doble núcleo Proyecto Denver ^{[ 78 ]} (variante que una vez tuvo el nombre en clave " Stark " ^{[ 79 ]} )
• GPU compuesta por 192 ALU que utilizan tecnología Kepler.
• Proceso HPM de 28 nm
• Lanzado en el segundo trimestre de 2014.
• Consumo de energía: 8  vatios ^{[ 75 ]}

^1. Shaders unificados  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado

² La extensión de página física grande (LPAE) de ARM admite 1 TiB (2 ⁴⁰ bytes). 

La limitación de 8 GiB depende de la pieza. 

Lanzado en 2015, el Tegra X1 de Nvidia (nombre en clave " Erista ") cuenta con dos clústeres de CPU, uno con cuatro núcleos ARM Cortex-A57 y el otro con cuatro núcleos ARM Cortex-A53 , así como una unidad de procesamiento gráfico basada en Maxwell . ^{[ 96 ] [ 97 ]} Admite compresión de textura escalable adaptativa (ASTC). ^{[ 76 ]} Solo un clúster de núcleos puede estar activo a la vez, y el cambio de clúster se gestiona mediante software en el BPMP-L. Se ha observado que los dispositivos que utilizan el Tegra X1 solo utilizan el clúster con los núcleos A57 más potentes. No se puede acceder a los cuatro núcleos del clúster A53 sin apagar primero los A57 (ambos clústeres deben estar en el estado CC6 apagado). ^{[ 98 ]} Nvidia ha eliminado los núcleos A53 de versiones posteriores de la documentación técnica, lo que implica que podrían haber sido eliminados del chip. ^{[ 99 ] [ 100 ]} Se descubrió que el Tegra X1 era vulnerable a un ataque de inyección de fallos (FI) de fluctuación de voltaje, que permitía la ejecución de código arbitrario y software casero en los dispositivos en los que se implementaba. ^{[ 101 ]}

Una revisión (nombre en clave " Mariko ") con mayor eficiencia energética, denominada oficialmente como Tegra X1+, fue lanzada en 2019, ^{[ 102 ]} corrigiendo la vulnerabilidad Fusée Gelée (literalmente, "Cohete Congelado") ^{[ 103 ] [ 104 ]} según informó Katherine Temkin (fundadora de Insomnia Security, defensora del hardware seguro). ^{[ 105 ]} Esa revisión también se conoce como los números de modelo T214 y T210B01.

• CPU : ARMv8 ARM Cortex-A57 de cuatro núcleos (64 bits) + ARM Cortex-A53 de cuatro núcleos (64 bits)
• GPU : GPU basada en Maxwell con 2 multiprocesadores de flujo (SM) (Jetson Nano: 1 SM)
• Compatibilidad con codificación/decodificación MPEG-4 HEVC VP8 y decodificación VP9 ^{[ 106 ]} (Jetson Nano: los codificadores son H.265 , H.264/Estéreo, VP8, JPEG ; los decodificadores son H.265, H.264/Estéreo, VP8, VP9, ​​VC-1 , MPEG-2 , JPEG)
• Proceso de 20 nm de TSMC para el Tegra X1, proceso de 16 nm para el Tegra X1+.
• TDP :
  • T210: 15  W, ^{[ 107 ]} con un consumo de energía promedio inferior a 10  W ^{[ 106 ]}
  • Jetson Nano: 10  W (modo 0); ^{[ 108 ]} modo 1: 5 W (solo 2 núcleos de CPU a 918  MHz, GPU a 640  MHz)

^1. La frecuencia de la CPU  puede  ser  diferente a la máxima validada por Nvidia a discreción del fabricante  .          

² sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado

^3. Cantidad máxima de memoria  validada ; la implementación depende de la placa.       

^4. Ancho de banda máximo de memoria  validado ; la implementación depende de la placa.      

Dispositivos

El Tegra X2 de Nvidia ^{[ 116 ] [ 117 ]} (nombre en clave " Parker ") incluye el núcleo Denver 2, un núcleo de propósito general compatible con ARMv8 personalizado por Nvidia, así como el núcleo de procesamiento gráfico Pascal, también con nombre en clave, con soporte para GPGPU . ^{[ 118 ]} Los chips se fabrican utilizando la tecnología de proceso FinFET mediante el proceso de fabricación FinFET+ de 16 nm de TSMC . ^{[ 119 ] [ 120 ] [ 121 ]} 

• CPU: Nvidia Denver2 ARMv8 (64 bits) de doble núcleo + ARMv8 ARM Cortex-A57 de cuatro núcleos (64 bits)
• RAM: hasta 8  GB LPDDR4 ^{[ 122 ]}
• GPU: basada en Pascal , 256 núcleos CUDA ; tipo: GP10B ^{[ 123 ]}
• Proceso FinFET  de 16 nm de TSMC
• TDP: 7,5–15  W ^{[ 124 ]}

^1. Shaders unificados  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado (conteo de SM)

El SoC Xavier Tegra, llamado así por el personaje de cómic Profesor X , fue anunciado el 28 de septiembre de 2016 y lanzado en marzo de 2019. ^{[ 134 ]} Contiene 7 mil millones de transistores y 8 núcleos ARMv8 personalizados, una GPU Volta con 512 núcleos CUDA y una TPU (Unidad de Procesamiento Tensorial) de código abierto llamada DLA (Acelerador de Aprendizaje Profundo). ^{[ 135 ] [ 136 ]} Es capaz de codificar y decodificar 8K Ultra HD (7680×4320). Los usuarios pueden configurar los modos de funcionamiento a 10  W, 15  W y 30  W TDP según sea necesario y el tamaño del chip es de 350  mm ² . ^{[ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]} Nvidia confirmó que el proceso de fabricación es FinFET de 12 nm en el CES 2018. ^{[ 140 ]}

• CPU: Nvidia personalizada Carmel ARMv8.2-A (64 bits), 8 núcleos superescalar de 10 de ancho ^{[ 141 ]}
• GPU: basada en Volta , 512 núcleos CUDA con 1,4 TFLOPS; ^{[ 142 ]} tipo: GV11B ^{[ 143 ] [ 123 ]}
• TSMC 12 nm , proceso FinFET ^{[ 140 ]}
• 20 TOPS DL y 160 SPECint a 20 W; ^{[ 137 ]} 30 TOPS DL a 30 W ^{[ 139 ]} (TOPS DL = Deep Learning Tera-Ops)
  • 20 TOPS DL a través de los núcleos tensoriales basados ​​en GPU
  • 10 TOPS DL (INT8) a través de la unidad DLA que logrará 5 TFLOPS (FP16) ^{[ 142 ]}
• 1,6 TOPS en la unidad PVA (Acelerador de Visión Programable, ^{[ 144 ]} para StereoDisparity/OpticalFlow/ImageProcessing)
• 1,5 GPix/s en la unidad ISP (procesador de señal de imagen, con soporte nativo para HDR de rango completo y procesamiento de mosaicos).
• Procesador de vídeo para codificación a 1,2 GPix/s y decodificación a 1,8 GPix/s ^{[ 142 ]} incluyendo soporte para vídeo 8k ^{[ 138 ]}
• MIPI-CSI-3 con 16 carriles ^{[ 145 ] [ 146 ]}
• Ethernet de 1  Gbit/s
• Ethernet de 10  Gbit/s

¹ Núcleos CUDA  : Núcleos Tensor (SM, TPC, GPC)

Nvidia anunció el SoC de próxima generación con nombre en clave Orin el 27 de marzo de 2018, en la GPU Technology Conference 2018. ^{[ 157 ]}

Contiene 17 mil millones de transistores y 12 núcleos ARM Hercules y es capaz de 200 TOPs INT8 a 65 W. ^{[ 158 ]}

La familia de sistemas de placas Drive AGX Orin se anunció el 18 de diciembre de 2019 en GTC China 2019 .

Nvidia ha enviado documentos a la prensa que documentan que el escalado de reloj y voltaje conocido (de la serie Xavier) en los semiconductores

y al combinar varios de estos chips se puede lograr una gama más amplia de aplicaciones con los conceptos de placa resultantes. ^{[ 159 ]}

A principios de 2021, Nvidia anunció que la empresa automovilística china NIO utilizará un chip basado en Orin en sus coches. ^{[ 160 ]}

Las especificaciones publicadas hasta el momento para Orin son:

• CPU: 12× Arm Cortex-A78 AE ( Hercules ) ARMv8.2-A (64 bits) ^{[ 161 ] [ 162 ]}
• GPU: basada en Ampere , 2048 ^{[ 160 ]} núcleos CUDA y 64 núcleos tensoriales ¹ ; "con hasta 131 Sparse TOPs de cómputo INT8 Tensor y hasta 5,32 FP32 TFLOPs de cómputo CUDA." ^{[ 163 ]}
  • 5.3 TFLOPs de CUDA (FP32) ^{[ 164 ]}
  • 10,6 TFLOPs CUDA (FP16) ^{[ 164 ]}
• Proceso Samsung 8N (derivado de 8LPU) ^{[ 164 ] [ 165 ]}
• 275 TOPS (INT8) DL ^{[ 164 ]}
  • 170 TOPS DL (INT8) a través de la GPU
  • 105 TOPS DL (INT8) mediante las 2 unidades NVDLA 2.0 ( DLA , acelerador de aprendizaje profundo)
• 85 TOPS DL (FP16) ^{[ 164 ]}
• 5 TOPS en la unidad PVA v2.0 (Acelerador de visión programable para seguimiento de características)
• 1,85 GPix/s en la unidad ISP (procesador de señal de imagen, con soporte nativo para HDR de rango completo y procesamiento de mosaicos).
• Procesador de vídeo para  codificación GPix/s y  decodificación GPix/s
• 4  puertos Ethernet de 10 Gbit/s, 1 puerto Ethernet de 1  Gbit/s

¹ Orin utiliza los núcleos tensoriales de doble velocidad del A100, no los núcleos tensoriales estándar de las GPU Ampere para consumidores.

Nvidia anunció el miembro más reciente de la familia, "Orin Nano", en septiembre de 2022 en la Conferencia de Tecnología de GPU 2022. ^{[ 166 ]}

La línea de productos Orin ahora incluye SoC y SoM (Sistema en Módulo) basados ​​en el diseño central de Orin y escalados para diferentes usos, desde 60 W hasta 5 W. Si bien se desconocen los SoC exactos que se están fabricando, Nvidia ha compartido públicamente especificaciones técnicas detalladas de toda la línea de productos Jetson Orin SoM. Estas especificaciones de los módulos ilustran la escalabilidad de Orin y ofrecen información valiosa sobre futuros dispositivos que contengan un SoC derivado de Orin.

¹ Núcleos CUDA  : Núcleos Tensor  : Núcleos RT (SM, TPC, GPC)

La CPU Grace es una plataforma de CPU ARM Neoverse V2 ( Demeter ) desarrollada por NVIDIA , orientada a aplicaciones de IA y HPC a gran escala, disponible en varios productos de NVIDIA. La plataforma NVIDIA OVX combina el Grace Superchip (dos chips Grace en una placa) con GPU NVIDIA de escritorio en un formato de servidor, mientras que la plataforma NVIDIA HGX está disponible con el Grace Superchip o el Grace Hopper Superchip. ^{[ 181 ]}

Esta última es una plataforma HPC en sí misma, que combina una CPU Grace con una GPU basada en Hopper , anunciada por NVIDIA el 22 de marzo de 2022. ^{[ 182 ]}

Los conjuntos de parches del kernel de Linux indican que una sola CPU Grace también se conoce como T241, lo que la ubica bajo la marca Tegra SoC, a pesar de que el chip en sí no incluye una GPU (un conjunto de parches T241 de referencia cita el impacto en "plataformas de servidores NVIDIA que usan más de dos chips T241... interconectados", apuntando al diseño Grace Superchip). ^{[ 183 ]}

^1. Cifras reducidas a la mitad con respecto a la especificación completa de Grace Superchip.

Nvidia anunció el SoC de próxima generación con nombre en clave Atlan el 12 de abril de 2021, ^{[ 187 ]} en la GPU Technology Conference 2021. ^{[ 188 ]}

Nvidia anunció la cancelación de Atlan el 20 de septiembre de 2022, y su próximo SoC será Thor. ^{[ 189 ]}

Las unidades funcionales conocidas hasta el momento son:

• Grace Next CPU ^{[ 188 ]}
• GPU Ada Lovelace ^{[ 190 ]}
• Unidad de Procesamiento de Datos (DPU) de Bluefield
• otros aceleradores
• Motor de seguridad
• Isla de seguridad funcional
• Memoria en el chip
• Interfaz(ces) de memoria externa
• Interfaces de E/S de alta velocidad

Nvidia anunció el SoC de próxima generación con nombre en clave Thor el 20 de septiembre de 2022, en la GPU Technology Conference 2022, reemplazando al cancelado Atlan. ^{[ 189 ]}

El 5 de mayo de 2023 se envió un conjunto de parches que añadía soporte para Tegra264 a la rama principal de Linux, lo que probablemente indica soporte inicial para Thor. ^{[ 191 ]}

La CPU ARM Neoverse V3AE (Poseidon-AE) está diseñada para ofrecer el máximo rendimiento en aplicaciones automotrices, computación centralizada y cargas de trabajo de aprendizaje automático (ML). ^{[ 192 ]}

FreeBSD admite varios modelos y generaciones diferentes de Tegra, que van desde Tegra K1, ^{[ 199 ]} hasta Tegra 210. ^{[ 200 ]}

Nvidia distribuye controladores de dispositivos propietarios para Tegra a través de fabricantes de equipos originales (OEM) y, como parte de su kit de desarrollo "Linux for Tegra" (anteriormente "L4T"), también proporciona el SDK JetPack con "Linux for Tegra" y otras herramientas. Los dispositivos más nuevos y potentes de la familia Tegra ahora son compatibles con la distribución de Linux Vibrante de Nvidia . Vibrante incluye un conjunto más amplio de herramientas de Linux, además de varias bibliotecas proporcionadas por Nvidia para la aceleración en el área de procesamiento de datos y, especialmente, procesamiento de imágenes para la seguridad vial y la conducción automatizada, hasta el nivel de aprendizaje profundo y redes neuronales que hacen, por ejemplo, un uso intensivo de los bloques aceleradores compatibles con CUDA, y a través de OpenCV pueden utilizar las extensiones vectoriales NEON de los núcleos ARM.

A partir de abril de 2012Debido a que tienen necesidades comerciales diferentes a las de su línea de tarjetas gráficas GeForce , Nvidia y uno de sus socios integrados, Avionic Design GmbH de Alemania, también están trabajando en enviar controladores de código abierto para Tegra al kernel principal de Linux . ^{[ 201 ] [ 202 ]} El cofundador y director ejecutivo de Nvidia presentó la hoja de ruta del procesador Tegra usando Ubuntu Unity en la Conferencia de Tecnología de GPU de 2013. ^{[ 203 ]}

A finales de 2018, era evidente que los empleados de Nvidia habían contribuido con partes sustanciales del código para que los modelos T186 y T194 funcionaran con la salida de vídeo y audio HDMI con el próximo kernel oficial de Linux 4.21, previsto para el primer trimestre de 2019. Los módulos de software afectados son el controlador gráfico de código abierto Nouveau y el controlador gráfico de código cerrado de Nvidia, junto con la interfaz propietaria CUDA de Nvidia. ^{[ 204 ]}

A partir de mayo de 2022, NVIDIA ha liberado el código fuente de sus módulos de kernel de GPU para las plataformas Jetson y de escritorio, lo que permite que todas las bibliotecas de espacio de usuario, excepto las propietarias, sean de código abierto en las plataformas Tegra con controladores oficiales de NVIDIA a partir de T234 (Orin). ^{[ 205 ]}

La placa Drive PX2 se anunció con soporte para QNX RTOS en la Conferencia de Tecnología de GPU de abril de 2016. ^{[ 206 ]}