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Alle technischen Details zu Tegra 3 - Kal-El vorgestellt

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Seite 2: Rückblick: Symmetrical Multiprocessing

Für den Dual-Core-Prozessor des Tegra 2 waren die Stichpunkte "Symmetrical Multiprocessing" und "Heterogeneous Multi-Core Computing" um die aktuellen Anforderungen zu erfüllen. Für Tegra 3 hat man nicht nur einfach die Anzahl der CPU-Kerne aufgebohrt, sondern auch weitere Verbesserungen vorgenommen, die beispielsweise im Variable Symmetric Multiprocessing (vSMP) endeten. Bevor wir allerdings auf das vSMP genauer eingehen wollen, schauen wir uns das Standard-SMP noch einmal genauer an, denn es ist die Grundlage für das vSMP und muss verstanden worden sein.

Symmetrical Multiprocessing (SMP)

Symmetrical Multiprocessing stellt den ersten Kompromiss zwischen maximaler Performance und niedrigem Stromverbrauch dar. Drei Punkte sind für das Symmetrical Multiprocessing entscheidend:

  • Die Architektur besteht aus zwei oder mehreren identischen CPU-Kernen.
  • Alle Kernen teilen sich einen gemeinsamen Systemspeicher und werden von einem Betriebssystem angesprochen.
  • Jede CPU ist in der Lage unabhängig voneinander, in verschiedenen Workloads, zu arbeiten, aber auch in der Lage sich Workloads mit einer anderen CPU zu teilen.

Zwei einfache Beispiele sollen das Funktionsprinzip verdeutlichen:

  1. Zwei unterschiedliche Anwendungen, einmal eine Navigation und einmal das Streaming von Audio-Files, laufen gleichzeitig. Das Betriebssystem weist jedem CPU-Kern eine Anwendung zu.
  2. Eine besonders aufwendige Anwendung wird vom Betriebssystem auf zwei oder mehr CPU-Kerne aufgeteilt.

Dies sind nur zwei einfache Beispiele. Auf modernen Smartphones laufen deutlich mehr als zwei Anwendungen (Tasks) und machen die Effektivität eines Multi-Core-Systems besonders deutlich.

kal-el-multithreaded

Zwei weitere Beispiele eines alltäglichen Anwendungsfalls bringen vielleicht weitere Klarheit. Der einfache Aufruf einer Webseite mit ActiveX- Elementen und JavaScript basierten Menüs sowie zwei Flash-Videos und Flash-Animationen stellt eine enorme Herausforderung für mobile Prozessoren dar. Im Hintergrund laufen meist auch noch weitere Applikationen und sorgen dafür, dass der Single-Core- und auch Dual-Core-Prozessor zuweilen mit maximaler Frequenz und somit auch mit maximaler Spannung betrieben wird. Dass dies der Akkulaufzeit nicht sonderlich zuträglich ist, dürfte klar sein.

Doch es sind nicht nur die offensichtlichen Prozesse, die für eine Auslastung des Prozessors sorgen. Ein Großteil läuft im Hintergrund und wird vom Anwender gar nicht war genommen. Auch im ausgeschalteten Zustand, dies gilt natürlich nur für das Display nicht das komplette System, laufen mehrere Hintergrundprozesse, die damit beschäftigt sind E-Mails abzurufen oder aber der Twitter- und Facebook-API zu horchen.