核心概述

Tegra 4 是 NVIDIA 第四代移动 SoC（System on a Chip，片上系统），主打高性能和低功耗，目标是为智能手机、平板电脑等移动设备提供媲美游戏主机和 PC 的视觉体验，其最大的卖点是 “超级移动计算机” 的定位。

nvidia tegra4处理器
（图片来源网络，侵删）

主要技术规格

项目 规格 说明
CPU 四核 ARM Cortex-A15 r2p0
一辅核 ARM Cortex-A7		 “动态核扩展”（Dynamic Core Extension, DCE）技术，高性能任务时，四颗 A15 核心全开；日常轻量任务时，仅开启一颗低功耗的 A7 核心，以节省电量。
GPU 72 个核心 的 NVIDIA GeForce 基于 “Wayve”架构，是当时移动端最强的 GPU 之一，性能远超前代和同期竞品，支持 OpenGL ES 3.0、OpenCL 1.1。
内存 双通道 LPDDR2/LPDDR3 内存带宽高达 17 GB/s，为高分辨率显示和图形处理提供了充足的数据支持。
显示 支持 最高 2560x1600 分辨率 支持 4K（3840x2160）视频播放和输出，但屏幕刷新率通常限制在 1080p 60Hz。
影像 NVIDIA i500 解码器 这是 Tegra 4 的一个重要创新，它是一个独立的、可编程的影像处理器，支持高达 4K (Ultra HD) 视频的硬件编解码，同时功耗极低。
连接 Wi-Fi、蓝牙 4.0、GPS、FM 收音机 支持 4G LTE 调制解调器，但通常需要外挂基带芯片。
制造工艺 台积电 28nm HPL 工艺 相比前代 Tegra 3 的 40HP 工艺有所进步，但在当时的高性能 SoC 中，28nm 并不算最领先的。
接口 支持 PCIe 2.0、SATA 2.0、USB 2.0 提供了比移动设备更通用的接口，体现了其“超级计算机”的定位。

关键技术亮点

  1. “动态核扩展” (Dynamic Core Extension, DCE)

    • 这是一种 ARM big.LITE 架构 的早期实践，它不像后来的 big.LITTLE 那样可以在核心间快速切换，而是在系统负载较低时，直接关闭四颗高功耗的 A15 核心，仅保留一颗 A7 核心。
    • 优点：在待机、听音乐、浏览网页等场景下，能显著降低功耗，延长续航。
    • 缺点：切换不够智能，需要重新启动应用才能从 A7 切换回 A15，导致体验不够流畅。

  2. 72 核 GeForce GPU

    • 这是 Tegra 4 最引以为傲的部分，其图形性能是前代 Tegra 3 的 6 倍以上，远超同期的高通骁龙 600 和三星 Exynos 5 Octa。
    • 它让移动设备能够流畅运行复杂的 3D 游戏，甚至可以支持一些主机游戏的移植，为后续的 SHIELD 游戏设备 奠定了硬件基础。

  3. NVIDIA i500 影像处理器

    • 这是 Tegra 4 在多媒体方面的一大杀器，它独立于 CPU 和 GPU，专门负责视频处理。
    • 它能够以极低的功耗（据说功耗仅为解码 1080p 视频的 1/4）流畅播放 4K 视频，并且支持多种编解码格式（如 H.265/HEVC 的解码，虽然不完全支持）。
    • 这使得 Tegra 4 成为当时最好的移动影音处理器之一。

  4. 第二代 PRISM 显示技术

    nvidia tegra4处理器
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    • NVIDIA 宣称这项技术可以在不牺牲画质的情况下，将显示面板的功耗降低 40%。
    • 它通过动态调整背光、优化像素渲染等方式实现，是提升续航的“软”手段。

性能表现与市场反响

  • 性能巅峰：在发布时，Tegra 4 的 CPU 和 GPU 性能都达到了顶峰，无论是安兔兔等跑分软件，还是实际的 3D 游戏测试，它都轻松击败了所有竞争对手。
  • 市场接受度不佳：尽管性能强大，但 Tegra 4 在商业上却是一个 相对失败 的产品。
    • 功耗与发热问题：28nm 工艺下的四核 A15 发热和功耗控制不佳，导致搭载 Tegra 4 的设备（如华硕的平板和手机）续航时间普遍不长，机身发热也比较明显。
    • 缺乏“杀手级”应用：强大的性能并没有被充分利用，市场上很少有游戏能完全榨干 Tegra 4 的性能，其优势难以被普通用户直观感受到。
    • 激烈的竞争：同期，高通骁龙 800 系列和三星 Exynos 5 Octa 虽然在某些方面（尤其是 CPU 的持续性能）不如 Tegra 4，但它们提供了更均衡的能效比和更好的集成度（基带），赢得了更多手机厂商的青睐。
    • 生态问题：NVIDIA 未能像高通一样建立起强大的 SoC 生态系统和开发者关系。

后续产品与演变

Tegra 4 的失败让 NVIDIA 认识到，单纯追求峰值性能是不可持续的，后续产品转向了 能效比 和 差异化竞争。

  1. Tegra 4i：

    • 这是 Tegra 4 的一个变种，最大特点是 集成了英特尔式的基带芯片，支持 4G LTE。
    • CPU 也调整为四核 Cortex-A9，旨在降低成本和功耗，但它来得太晚，且性能定位尴尬，最终也未能成功。

  2. Tegra K1：

    • 这是 Tegra 4 的真正继任者，也是 NVIDIA 的一次重大战略转型。
    • 它首次将 桌面级的 Kepler 架构 GPU 移植到移动端，拥有 192 个核心，图形性能再次实现代际飞跃。
    • 它放弃了有争议的“动态核扩展”，转而采用更成熟的 ARM big.LITTLE 架构（四核 A15 + 四核 A7），能效比得到巨大提升。
    • Tegra K1 才是真正让 NVIDIA 在移动市场“翻盘”并赢得赞誉的产品，并被成功应用在 Google 的 Nexus 9 和特斯拉 Model S 等设备上。

NVIDIA Tegra 4 是一款 “偏科严重”的天才型处理器，它在图形处理和视频解码方面达到了当时无人能及的高度，为移动设备带来了前所未有的视觉体验，它对 CPU 性能的过度追求导致了功耗和发热的失控，加上市场策略的失误，使其最终未能成为市场的主流选择。

nvidia tegra4处理器
（图片来源网络，侵删）

可以说,Tegra 4 的失败为 NVIDIA 上了宝贵的一课，直接催生了更注重 能效平衡和架构创新 的 Tegra K1，并最终帮助 NVIDIA 在移动 SoC 市场中找到了自己的生态位——深度学习、自动驾驶和游戏。