بررسی تخصصی پردازنده انویدیا تگرا X1؛ تحلیل بنچمارک و معماری پیشرفته

در دنیای پرسرعت تکنولوژی موبایل، همیشه رقابیتی شدید میان تولیدکنندگان پردازنده برای دستیابی به قدرت بیشتر و کارایی بهتر وجود دارد. یکی از لحظات کلیدی در تاریخچه پردازنده‌های موبایل، معرفی چیپست تگرا X1 توسط شرکت انویدیا در رویداد بین‌المللی CES سال 2015 بود. این معرفی با سروصدای بسیاری همراه شد و انویدیا مدعی شد که این چیپ، قدرتمندترین پردازنده موجود در بازار خواهد بود. اکنون، با گذشت زمان و بررسی نتایج بنچمارک‌های معتبر، می‌توان ادعای این شرکت را با دقت بیشتری تحلیل کرد.

اخیراً دستگاهی مجهز به این پردازنده قدرتمند در بنچمارک معروف AnTuTu مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج به دست آمده، نه تنها ادعاهای انویدیا را تأیید می‌کند، بلکه نشان‌دهنده یک جهش عظیم در قدرت پردازش گرافیکی دستگاه‌های همراه است. در این مقاله، به بررسی دقیق فنی و تحلیلی این پردازنده، معماری آن و مقایسه آن با رقبا خواهیم پرداخت.

تحلیل نتایج بنچمارک AnTuTu و شکستن رکوردها

نتایج بنچمارک AnTuTu برای پردازنده تگرا X1، عددی حیرت‌آور را نشان می‌دهد. این چیپست توانست امتیاز کلی 74,977 را به ثبت برساند. این عدد در زمان خود یک رکورد محسوب می‌شد و فاصله زیادی را با رقبا ایجاد می‌کرد. اما آنچه مهم‌تر است، شکستن این عدد به بخش‌های مختلف فنی است که هر کدام داستانی از پیشرفت تکنولوژی را روایت می‌کنند.

قدرت گرافیکی بی‌نظیر

بخش سه‌بعدی یا گرافیکی این بنچمارک، جایی است که تگرا X1 واقعاً درخشش می‌کند. امتیاز 21,000 که این پردازنده در بخش گرافیک کسب کرده، تقریباً دو برابر امتیازی است که نسل‌های قبلی آن یعنی تگرا K1 (نسخه 64 بیتی و معمولی) به دست آورده بودند. برای درک بهتر این موضوع، باید به رقبا نگاهی بیندازیم.

• تگرا K1 (نسخه 64 بیتی): امتیاز 10,994 در بخش گرافیک.
• تگرا K1 (نسخه 32 بیتی): امتیاز 10,399 در بخش گرافیک.
• آدرنو 330 (HTC One M8): امتیاز 14,613 در بخش گرافیک.

همان‌طور که مشاهده می‌شود، تگرا X1 با فاصله زیادی از رقبای خود پیشی گرفته است. پردازنده گرافیکی آدرنو 330 که در زمان خود یکی از بهترین‌ها محسوب می‌شد، در مقایسه با تگرا X1 عملکردی ضعیف‌تر دارد. این نشان‌دهنده تمرکز انویدیا بر بخش گیمینگ و پردازش‌های سنگین گرافیکی است.

معماری پیشرفته پردازنده: ترکیب قدرت و بهره‌وری

تگرا X1 از هشت هسته پردازشی بهره می‌برد که بر اساس معماری big.LITTLE طراحی شده‌اند. این معماری به پردازنده اجازه می‌دهد تا بین قدرت و مصرف انرژی تعادل برقرار کند. اما نکته کلیدی در این چیپست، واحد پردازش گرافیکی آن با 256 هسته است.

واحد پردازش گرافیکی با 256 هسته

استفاده از 256 هسته در واحد پردازش گرافیکی (GPU) یک اتفاق بی‌سابقه در دنیای موبایل بود. این واحد گرافیکی بر اساس معماری مکسول (Maxwell) انویدیا طراحی شده است. معماری مکسول که پیش از این در کارت‌های گرافیکی دسکتاپ شرکت استفاده می‌شد، اکنون به دنیای موبایل راه یافته است.

این امر به توسعه‌دهندگان بازی اجازه می‌دهد تا عنوان‌های کنسولی را با کیفیت بالا بر روی دستگاه‌های همراه اجرا کنند. طبق گفته‌های انویدیا، عملکرد گرافیکی X1 نسبت به نسل پیشین خود یعنی تگرا K1 دو برابر بهبود داشته است.

معماری big.LITTLE و مدیریت انرژی

در بخش پردازنده مرکزی (CPU)، تگرا X1 از ترکیبی از هسته‌های قوی و ضعیف‌تر استفاده می‌کند. این تکنولوژی که big.LITTLE نامیده می‌شود، باعث می‌شود در زمان انجام کارهای سبک، هسته‌های کم‌مصرف فعال شده و در زمان نیاز به قدرت، هسته‌های قوی وارد عمل شوند.

• هسته‌های قوی برای اجرای بازی‌ها و برنامه‌های سنگین.
• هسته‌های ضعیف‌تر برای کارهای روزمره و افزایش عمر باتری.
• مدیریت هوشمند سوئیچینگ بین هسته‌ها.

این ترکیب هوشمندانه، چالش همیشگی مصرف برق در دستگاه‌های قدرتمند را تا حد زیادی حل کرده است.

مقایسه با رقبای بازار در سال 2015

برای درک جایگاه تگرا X1، باید آن را با رقبای اصلی خود در آن مقطع زمانی مقایسه کنیم. پیش از ظهور نتایج بنچمارک X1، بالاترین رتبه در بنچمارک AnTuTu متعلق به گوشی هوشمند Meizu MX4 با امتیاز کلی 47,765 بود.

Meizu MX4 و پردازنده مدیاتک

گوشی Meizu MX4 از پردازشگر هشت هسته‌ای مدیاتک MT-6595 بهره می‌برد. این پردازنده نیز از معماری big.LITTLE استفاده می‌کرد و واحد گرافیکی آن PowerVR G6200MP4 بود. اگرچه این گوشی در زمان خود بسیار قدرتمند بود، اما فاصله امتیازی آن با تگرا X1 (حدود 27,000 امتیاز) بسیار چشمگیر است.

این تفاوت امتیاز نشان می‌دهد که انویدیا هدفی فراتر از رقابت معمول موبایل را دنبال می‌کرده است. تگرا X1 برای پردازش‌هایی در سطح کنسول‌های بازی طراحی شده بود.

چالش‌های تجاری و استراتژی انویدیا

سال 2014 برای انویدیا با پردازشگر تگرا K1 همراه بود. هرچند نسخه 64 بیتی این چیپ توانست در تبلت نکسوس 9 گوگل جای بگیرد، اما تگرا K1 نتوانست در بازار تجاری به طور گسترده‌ای موفق ظاهر شود. بسیاری از تولیدکنندگان ترجیح دادند از چیپست‌های کوالکام استفاده کنند.

حالا این سوال پیش می‌آید که سرنوشت تگرا X1 چگونه خواهد بود؟ آیا انویدیا با سیاستی جدید موفق خواهد شد تا میزان استفاده از این پردازنده را در سال 2015 و سال‌های پس از آن گسترش دهد؟

کاربردهای فراتر از موبایل

یک نکته مهم در مورد تگرا X1، کاربردهای گسترده آن فراتر از گوشی‌های هوشمند است. انویدیا این چیپ را برای بازارهای زیر هدف قرار داد:

• دستگاه‌های بازی (Shield Console): تبدیل تلویزیون به یک کنسول بازی قدرتمند.
• خودروهای هوشمند: استفاده در سیستم‌های اطلاعات سرگرمی خودرو و رانندگی خودکار.
• تبلت‌های حرفه‌ای: برای طراحان و مهندسان.

این رویکرد نشان می‌دهد که انویدیا تمام تخم‌مرغ‌هایش را در سبد گوشی‌های هوشمند نگذاشته است. البته بعدها این چیپ در کنسول بسیار موفق نینتندو سوییچ نیز استفاده شد که نشان‌دهنده عمر طولانی و کارایی بالای این معماری بود.

ویژگی‌های فنی منحصربه‌فرد تگرا X1

علاوه بر قدرت خام پردازشی، تگرا X1 از ویژگی‌های فنی دیگری برخوردار است که آن را متمایز می‌کند. پشتیبانی از حافظه‌های پرسرعت و قابلیت‌های چندرسانه‌ای از جمله این ویژگی‌ها هستند.

پردازش ویدیویی و دوربین

این چیپست قابلیت پشتیبانی از دوربین‌های تا 120 مگاپیکسل را دارد. همچنین در زمینه پردازش ویدیو، توانایی ضبط و پخش ویدیوهای 4K با سرعت 60 فریم بر ثانیه را فراهم می‌کند. در سال 2015، این ویژگی‌ها بسیار پیشرو بودند و راه را برای تولید محتوای حرفه‌ای با موبایل هموار می‌کردند.

پشتیبانی از APIs گرافیکی

تگرا X1 از آخرین استانداردهای گرافیکی شامل OpenGL ES 3.1، DirectX 12 و Vulkan پشتیبانی می‌کرد. این امر سازگاری بالایی را برای توسعه‌دهندگان بازی ایجاد می‌کرد تا بتوانند بازی‌های مولتی‌پلتفرم را به راحتی پورت کنند.

جمع‌بندی و نگاه به آینده

نتایج بنچمارک AnTuTu به وضوح نشان داد که تگرا X1 یک جهش نسل‌محور در دنیای پردازنده‌های موبایل است. با امتیاز کلی نزدیک به 75,000 و قدرت گرافیکی بی‌نظیر، این چیپست رکوردهای جدیدی را ثبت کرد. با این حال، قدرت سخت‌افزار تنها بخشی از داستان موفقیت یک محصول است.

انویدیا برای موفقیت در بازار، نیاز به شرکای تجاری قدرتمندی داشت که مایل به استفاده از این چیپ در محصولات خود باشند. رقابت سنگین با کوالکام و همچنین مسائل مربوط به مصرف انرژی و تولید حرارت، چالش‌هایی بود که انویدیا باید با آن‌ها دست‌وپنجه نرم می‌کرد. در نهایت، تگرا X1 میراثی ارزشمند از معماری مکسول را به جهان موبایل ارائه داد و پایه‌گذار انقلابی شد که منجر به ظهور دستگاه‌های بازی ترکیبی و سیستم‌های خودرویی هوشمند شد.