Nvidia: Vorteile der mehrkernigen GeForce-Grafik bei Tegra 2

Der Chiphersteller Nvidia hat ein neues Whitepaper veröffentlicht, in dem die bei Nvidia Tegra 2 integrierte GeForce Grafikeinheit im Detail beschrieben und mit dem Konkurrenzprodukt PowerVR SGX540 verglichen wird, das unter anderem bei den ARM Cortex-A9 Prozessoren von Texas Instruments und Samsung verwendet wird. Es geht also darum, wie sich High-End Grafiklösungen für tragbare Geräte verwenden lassen.

Nvidia setzt bei Tegra 2 auf eine Ultra Low Power (ULP) GeForce GPU, deren Architektur den bei Desktop-PCs verwendeten GeForce-Grafikprozessoren gleicht. Das Unternehmen lässt jedoch die jahrelange erfahrung im Bereich der Grafikchips einfließen und hat einige spezielle Funktionen integriert, die dafür sorgen, dass die Leistungsaufnahme sinkt und die Grafikqualität verbessert wird. Grundsätzlich gleichen sich das in den OpenGL 2.0-Spezifikationen vorgegebene Pipeline-Design und das der mobilen GeForce GPU, Nvidia berücksichtigt jedoch die speziellen Anforderungen an einen niedrigen Energiebedarf im mobilen Bereich.

Die GeForce GPU von Nvidia Tegra 2 bietet vier Shader-Kerne und vier Vertex-Shader-Kerne und nutzt einen speziellen proprietären Algorithmus für das Anistropische Filtering (AF), um eine verbesserte Texturqualität zu erreichen – mit bis zu 16-fachem AF. Im Grund handelt es sich also um einen High-End-Grafikprozessor für mobile Geräte, der auf einer Desktop-GPU basiert und eine Leistung auf dem Niveau einer Spielkonsole bieten soll. Nvidia setzt dafür unter anderem auf eine integrierte Pixel Shader-Einheit, Caches zur Reduzierung der Speicheraktionen, einen selbstentwickelten Speichercontroller für mehr GPU-Leistung bei reduzierter Leistungsaufnahme sowie diverse weitere Stromsparmaßnahmen.

Bei seinen eigenen Benchmarks kam Nvidia im Vergleich zum PowerVR SGX540 natürlich zu einigermaßen beeindruckenden Ergebnissen. Die GeForce GPU ist in verschiedenen Spielen jeweils 25 bis 50 Prozent leistungsfähiger als der SGX540. Mit der Zeit soll der Vorsprung sogar noch wachsen, da die Spielehersteller die speziellen Optimierungen von Tegra 2 noch nicht in vollem Umfang nutzen. Bei der Flash-Wiedergabe soll die Nvidia GeForce GPU gegenüber einer nicht per Hardware beschleunigten Ausgabe natürlich ebenfalls große Vorteile bieten. Durch eine Kooperation mit Adobe kann Nvidia einen Großteil der Flash-Berechnungen statt mit der CPU über den Grafikprozessor abwickeln. Der Hauptprozessor wird so weitgehend entlastet, während die Verwendung der GPU zusätzlich Energie spart und deutlich mehr Leistung bietet.

Bei Tests mit dem Flash-Benchmark GUIMark2 sorgte die Hardware-Beschleunigung jeweils für eine zwei bis drei Mal bessere Performace als bei Geräte, die Flash-Inhalte von der CPU verarbeiten lassen. Künftig soll Tegra 2 auch die Darstellung der Touch-Oberflächen der Betriebssysteme übernehmen, was eine höhere Grafikqualität bei gleichbleibender oder sinkender Leistungsaufnahme ermöglicht. Ein weiterer Vorteil von Tegra 2 hat eigentlich gar nichts mit der Hardware selbst zu tun: die Kooperation des Herstellers mit zahlreichen Spielefirmen. Die langjährigen Beziehungen zu PC-Spieleherstellern kann Nvidia nun auch für mobile Spiele nutzen, so dass diese in Zusammenarbeit mit den Entwicklern für die Verwendung mit der Nvidia GPU von Tegra 2 angepasst und optimiert werden können.

Noch ist vollkommen offen, wie sich Nvidia Tegra 2 in Sachen Grafik im Vergleich zu anderen doppelkernigen ARM-Plattformen schlägt. Die Konkurrenz hat bisher noch nicht derart ausführlich über ihre Technologie informiert und letztlich kommt es wohl ohnehin nicht nur auf die schiere Leistungsfähigkeit der mobilen Grafikprozessoren an, sondern auch darauf, wie stark die Spiele für die jeweilige Plattform angepasst werden.

Quelle: Nvidia – Bringing High End Graphics to Handheld Devices (PDF)