NVIDIA Tegra

  NVIDIA Tegra（エヌビディア テグラ）は、NVIDIAによるARM系の省電力SoCのシリーズ。2023年現在はNintendo Switch、nVidia Shield TV、自動車のインフォテインメントシステムなどに採用されている。 TegraにはモバイルSoCの基本構造として、1チップ内に独立したプロセッサコアが機能別に搭載されている（ARMプロセッサ、GPU、2Dエンジン、HD動画のエンコーダ・デコーダ、オーディオ処理、画像処理）。使っていない機能のプロセッサは電源が遮断され、消費電力を下げる仕様となっており（100 - 500mW程度）初代から低消費電力高パフォーマンスを目指す設計となっていた。 競合製品は同じくモバイルSoCでシェアを持つ、クアルコム社のモバイル向けプロセッサSnapdragonや、TI社のモバイル向けプロセッサOMAPなど。 初代モデルTegra APX2500は2008年に、APX 2600は2009年に発表、携帯電話などの搭載に適したチップとして当初から打ち出されていた。Tegra600および650チップはスマートフォン向けに設計されUMPCなどの搭載にも対応した。Tegraを使用した最初の製品はマイクロソフトのZune HDである。 2011年頃に登場したTegra2から徐々にタブレット等に搭載され始める事となる。同チップを搭載する端末では、テレビに繋いで大画面に出力できるほか、対応するPS3、Wii、Xboxなどのゲームコントローラーをつなげて、家庭用ゲーム機レベルの3Dゲームが楽しめる。 Tegraはスマートフォンやタブレット機器等のモバイル端末向けSocとしては、特にゲーム等に強い高パフォーマンス型の処理の出来る方向性の設計思想が打ち出されたが、採用シェア率は低く、自社開発を行ったタブレットゲーム機nVidia Shieldへの搭載を行ってシェアの挽回を計った（Tegra K1）。 低消費電力であるモバイルSoCは自動車の運転支援システムにおけるサポートAIの性能需要も満たしており、2010年には自動運転車載用コンピュータとしてアウディがTegra採用を表明し、その後は他にもフォルクスワーゲンや、電気自動車ベンチャーのテスラモーターズのEV「Model S」にも採用された。車載分野では、Tegraとともにメモリなどの周辺ICや電子部品を搭載したモジュール製品『Tegra VCM（Visual Computing Module）を展開しており、これらはTegraのアップグレードを容易にするとしている。 先行運転支援システム（ADAS）に代表される、自動車の自動運転機能・補助機能、及び全自動運転を目指すAI用チップの開発は、PCのコンシューマ用GPUでも採用されたTensor Core等の技術も統合、フィードバックされた最新半導体が開発される事で、2022年時も継続されており、EV車メーカーにおいての採用シェアでは60％を超える高いシェアを誇っている。 2017年に発売された任天堂ハイブリッドゲーム機Nintendo Switchへの搭載が発表され、2018年にはTegraのみで15億3000万ドルの収益を記録した（内訳は9億7200ドルがSwitch、5億5800万ドルが自動車）。 省電力でありながらグラフィック性能が高い コンピュータに必要な機能が1枚のチップに収まっているので、チップセットの面積が小さい 世界初のデュアルコアARM Cortex A9 CPUを搭載 （Tegra 2） 世界初のクアッドコアARM Cortex A9 CPUを搭載 （Tegra 3） 低周波数で低消費電力動作を実現する第5のコンパニオンCPUコアを搭載 （Tegra 3） モバイルプロセッサとして世界初の1TFLOPSの処理を実現した（Tegra X1） Tegra 650のグラフィック性能は「GeForce 6」シリーズ相当で、『Quake III Arena』を46fpsで実行できる。Tegra 250は1024x600の解像度を60fpsで実行できる。 Tegra 3は12コアのGeForce GPUを搭載しており、Tegra 2と比べ約3倍のグラフィックス性能を持つ。また、最新のビデオ・エンジンを実装することで、1080p、40Mbpsのビデオを再生することが可能。このほか、ステレオスコピック3Dにも対応する。 Tegra 4は72コアのGeForce GPUを搭載しており、Tegra 3の約6倍、Tegra 2の約20倍のグラフィック性能を持つ Tegra K1は192のCUDAコアを搭載、Tegra 4の3.75倍のグラフィック性能をもっており第7世代の据え置きゲーム機（PS3/Xbox 360）の性能を超えている。 Tegra X1は256のCUDAコアを搭載、Tegra K1の1.5～2倍のグラフィック性能を持つ。正式にFP16に対応しており、最大で1TFLOPSの演算能力を有する。またHDMI 2.0とHDCP 2.2に対応したことで、最新の著作権保護付き60fpsの4Kコンテンツの出力をサポートしたほか、内蔵されるハードウェアビデオプロセッサもHEVC対応となった。色深度はDeep Color相当の10bitまで対応している。 Xavierは512のCUDAコアを搭載、GPUアーキテクチャであるVoltaにAI処理を行うための「Tensorコア」を搭載しており、Tegra X1の10倍以上の演算性能を発揮する（Jetson Xavier NXとJetson Nanoの比較において）。Xavierには10W消費の小型省電力NXシリーズ（8GB・16GB）から、40W消費の大型高性能のAGXシリーズ（AGX32GB・64GB、Industrial）の2シリーズ5モデルが存在する。 OrinはXavierの6倍の処理性能を有する。Orinには7W消費の小型省電力から順にNano、NX、AGX（最大70W消費）の3シリーズ9モデルが存在する。 ARMアーキテクチャのデュアルコアCPUで LPDDR2 SDRAM を利用している場合はデュアルチャネル（32ビット×2）を採用しているものが多い中、Tegra 2 と Tegra 3 はシングルチャネル（32ビット×1）を採用している。 「4-PLUS-1」 メインである4つのコアに加え、低性能・低消費電力のコンパニオンコアを状況に応じて活用する技術。端末のパフォーマンスが必要なときは4つのコアから必要な数のコアを使い、不要なときは低消費電力のコンパニオンコアだけで動作して全体の消費電力を削減する。ビデオ再生時では最大61%、Web閲覧では最大30%の消費電力の削減が可能。 PRISM Display Technology（プリズム・ディスプレイ・テクノロジ） 液晶の消費電力を低減するための技術。液晶に表示される画像・動画のピクセル1つ1つを分析して、明るい色に置き換えることで、バックライトを暗くしても同じ明るさを維持する。バックライトの消費電力を最大40%削減できる。 DirectTouch（ダイレクト・タッチ） タッチパネルの消費電力を削減する技術。タッチパネルの制御を専用チップではなくTegra 3で行うことで、消費電力およびチップ面積を低減する。また、タッチパネルの制御にTegra 3のパフォーマンスを活用できるため、タッチレスポンスが向上する。 Windows CE 6 Android Linux Windows RT QNX Tegra 2以降のプロセッサを搭載したスマートフォン・タブレットを、NVIDIAでは「Tegraスーパー・フォン」「Tegraスーパー・タブレット」と呼ぶ。 第1世代 スマートフォン マイクロソフト KIN ポータブルメディアプレイヤー マイクロソフト Zune HD Tegra 2 スマートフォン LG Optimus 2X・Optimus X IS11LG Motorola PHOTON ISW11M タブレット端末 ASUS Eee Pad Transformer TF101・Eee Pad Slider SL101・Eee Pad TF101-WiMAX Motorola XOOM TBi11M Acer Iconia Tab A500・A100・A200 シャープ GALAPAGOS A01SH・EB-A71GJ-B ソニー Sony Tablet S・P 東芝 REGZA Tablet AT3S0/35D・AT300/24C LG Oputimus Pad L-06C ノート型端末 NEC LifeTouch NOTE ポータブルメディアプレイヤー ソニー WALKMAN Z・WALKMAN F 800 埋め込み用 Avionic Design 多聞天 (Tamonten) Processor Module Tegra 3 スマートフォン HTC HTC One X LG Optimus 4X HD・Optimus Vu:(グローバルモデルのみ) 富士通MC ARROWS Z ISW13F 富士通 ARROWS X F-10D・ARROWS V F-04E・ARROWS X F-02E タブレット端末 ASUS Asus Eee Pad Transformer Prime TF201・ASUS Pad TF300T・ASUS Pad TF700T・TranAiO P1801 Google / ASUS Nexus 7 (2012) Acer Iconia Tab A700 ソニー Xperia Tablet S 東芝 REGZA Tablet AT830/T6F・AT570/46F,36F・AT500/46F,36F,26F・AT501/37H・AT503/38J 富士通 ARROWS Tab F-05E・ARROWS Tab Wi-Fi FAR70B マイクロソフト Microsoft Surface RT Kobo Arc 7HD ノートパソコン NEC Lavie Y ゲーム機 OUYA, Inc. OUYA デスクトップ ASUS Portable AiO P1801-T カーナビゲーションシステム Audi MMIシリーズ Tegra 4 タブレット 東芝 REGZA Tablet AT703/58J マイクロソフト Microsoft Surface 2 BungBungame Japan KALOS ZOTAC Tegra Note 7 HP Slate 7 extreme 着脱式ノートパソコン HP Slatebook10 x2 ASUS Pad TF701T デスクトップ HP Slate21 ゲーム機 NVIDIA SHIELD Portable スマートフォン Xiaomi Mi3 Tegra K1 (32ビット) NVIDIA SHIELD Tablet K1 Jetson TK1 Acer Chromebook CB5-311 Tegra K1 (64ビット) Google / HTC Nexus 9 Tegra X1 NVIDIA SHIELD TV Jetson TX1 Google Pixel C カスタマイズされたTegra（分解解析からシリコンはX1そのものと判明しているが、公式には詳細非公表） ゲーム機 Nintendo Switch Tegra X1+ NVIDIA SHIELD TV (2019年版) NVIDIA SHIELD TV Pro カスタマイズされたTegra（分解解析からシリコンはX1そのものと判明しているが、公式には詳細非公表） ゲーム機 Nintendo Switch Lite Nintendo Switch （2019年8月下旬よりマイナーチェンジ） Atom by Intel Exynos by Samsung Snapdragon by Qualcomm OMAP by Texas Instruments [脚注の使い方] ^ System on a Chipの略称 ^ 【PC Watch】 【COMPUTEX 2009レポート】NVIDIA、Tegraベースのネットブックなど多数のデザインウインを明らかに ～国内キャリアからも登場か ^ NVIDIA、モバイル機器向け「Tegra」の高性能ぶりをアピール ^ a b c マイナビニュース - 最小消費電力で最大パフォーマンスを目指す「Tegra3」 - NVIDIAが説明会を解説 ^ NVIDIAが放つ「ゲーマー向けAndroidタブレット」の気になるところを片っ端から検証してみたNVIDIA　SHIELD Tablet ^ NVIDIAが「Tegra」の車載展開を加速、自動運転や「iOS in the Car」もカバー ^ 自動運転車両向けシミュレーション 仮想世界で自動運転車両の開発を加速する。 https://www.nvidia.com/ja-jp/self-driving-cars/simulation/ ^ NVIDIAの自動運転チップ、EV企業の推定シェアは60％強 ^ NVIDIA、「まさにWin-Win」だったという任天堂との協力関係は20年先まで見据える https://automaton-media.com/articles/newsjp/nvidia-expects-2-decades-of-relationship-with-nintendo/ ^ Nvidia Reportedly Made $972 Million From the Nintendo Switch ^ “NVIDIA Tegra FAQ” (PDF) (英語). 2009年6月28日閲覧。 ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体 ^ The Tegra 4 GPU, NVIDIA Claims Better Performance Than iPad 4 ^ AnandTech - Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体 ^ バッテリーセーバーコア ^ 4 FLOPS/cycle * 1.7 GHz * 4 コア ^ 1.5 FLOPS/cycle * 1.7 GHz * 4 コア ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体 ^ 【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】NVIDIAがMWCに合わせて「Tegra 4/4i」の詳細を明らかに ^ AnandTech - Qualcomm Snapdragon S4 (Krait) Performance Preview - 1.5 GHz MSM8960 MDP and Adreno 225 Benchmarks ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体 ^ 4 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア ^ 1.5 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース ^ 8 FLOPS/cycle * 1.9 GHz * 4 コア ^ 2 FLOPS/cycle * 1.9 GHz * 4 コア ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース ^ NVIDIA Tegra 4 processor details leaked ^ )NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体 ^ 【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】NVIDIAがMWCに合わせて「Tegra 4/4i」の詳細を明らかに ^ NVIDIAのゲームマシン「SHIELD」の心臓部となる「Tegra 4」の正体 ^ 8 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア ^ 2 FLOPS/cycle * 2.3 GHz * 4 コア ^ 【レポート】NVIDIA、Tegra 4の詳細をついに公開 - CPUだけでなくGPUも大規模アーキテクチャ変更と明らかに (3) より高性能な製造プロセスを利用するTegra 4i - パソコン - マイナビニュース ^ 【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】NVIDIAの最強モバイルSoC「Tegra K1」の省電力技術の秘密 - PC Watch ^ Nvidia details 64-bit Denver Tegra K1, claims Haswell-class performance for first 64-bit Android chip | ExtremeTech ^ 8 FLOPS/cycle * 2.5 GHz * 2 コア ^ 4 FLOPS/cycle * 2.5 GHz * 2 コア ^ Nvidia details 64-bit Denver Tegra K1, claims Haswell-class performance for first 64-bit Android chip | ExtremeTech ^ “NVIDIA Tegra X1”. 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