nintendo switch显卡Tegra解析

昨天公布的任天堂次世代主机nintendo switch终于确定了其基本的概念以及主机名称，在此之后官方和Nvidia也宣布，ns主机将使用Nvidia的Tegra显卡来驱动游戏，那么这个Tegra到底是怎样的一款显卡呢？ns主机会采用哪个型号的Tegra呢？Tegra显卡的性能相比ps4和xbox one是强是弱呢？以下就让我们来看看。

任天堂新一代硬件NS在技术参数上，确认其硬件核心将由 Nvidia 的 Tegra 平台驱动，这显然与 PS4 和 Xbox One 采用的 AMD 一体化解决方案有了差异，那么这个 Tegra 到底是何方神圣？

Tegra是什么？

Tegra 是 Nvidia 最初于2008年推出的自有品牌移动计算解决方案，至今已经发展到了第7代，即 Tegra X1。作为面向移动平台的产品，其 CPU 采用的是 ARM 架构，最新的 Tegra X1 配备的是4个 Cortex A57 核心以及4个 A53 核心组成的“大小”八核心架构，频率为1.9GHz。GPU 部分历来使用的都是 Nvidia 自有的图形解决方案，X1 采用的即是256个流处理器的 Maxwell 架构 GPU，具备 512GFlops 的图形运算能力。

Tegra 平台的代号均是超级英雄的名字，3、4、K1、X1 和 X2 的代号分别是“超人” Kal-El、“蝙蝠侠” Wayne、“金刚狼” Logan、“金刚狼之子” Erista 和 “蜘蛛侠” Parker。

▲Tegra平台的路线图，不包含尚未正式公布的“蜘蛛侠”Tegra X2

目前 Tegra 平台的实际产品应用谈不上非常广泛，主要是一些平板产品和安卓平台机顶盒/游戏机。最著名的例子有使用 Tegra 3 的华硕 Transfomer 平板、微软 Surface、索尼 Xperia Tablet S，使用 Tegra 4 的微软 Surface 2，使用 Tegra K1 的 HTC Nexus 9，以及国产主机战斧F1等。

当然最大的主顾是 Nvidia 自家的 Shield 平板/机顶盒产品，主打的是与桌面 GeForce 显卡平台配合的桌面游戏串流以及后期型号的原生安卓游戏。

那么这玩意性能怎么样？

从理论数值和性能表现来说，Tegra 算得上是目前高端移动解决方案中最强的平台之一。

最新的 Nvidia Shield TV 机顶盒/安卓主机独占了一些由 PC 移植而来的作品，其中有相当一部分达到了令人满意的画面与帧数表现，远远超过了 PS3 和 Xbox 360，自然也包括性能仅比这两台上世代主机略强的 Wii U。像《毁灭战士3：BFG》在 Shield TV 上实现了1080p60fps的画面，《三位一体2》也达到了1080p30fps。而且而这还是在 Android 开发环境下有限的硬件资源调用能力上实现的。

▲《三位一体2》运行于 Shield TV 的效果

对一台专用主机来说，直接接触硬件层的开发套件，是有可能挖掘出更深层次的潜力的，最直接的例子便是 PSV。虽然 PSV 使用的 GPU 与 iPad 3 相同，但《神秘海域：黄金深渊》、《杀戮地带：雇佣兵》等第一方游戏的画面的确是相当出色，所以移动芯片≠低能。

▲《杀戮地带：雇佣兵》在PSV上的画面足以让一些PS3游戏失色

另一方面来说，目前我们无法确定 NS 是否会使用 Nvidia 现成的 X1 或尚未正式公布的 X2 解决方案。

在主机硬件的设计中，以一个硬件架构为基础，重新开发新的平台，衍生出与市售产品截然不同的实际设计是主流做法。Nvidia 极可能以现有 Tegra 的架构为核心，根据任天堂的需求重新设计只供 NS 使用的芯片方案。考虑到上一代 Tegra 即 X1 早在2015年上半年就已经发售，算得上是旧技术，所以我们无法排除2017年发售的 NS 使用比 X1 更先进的 Tegra 架构解决方案的可能性。

▲目前关于 Tegra X2 能找到的唯一情报，它将和两个 Pascal GP100 核心组成用于无人驾驶车辆的运算单元

最理想的状态下，NS 可能会采用 Nvidia 于上月曾在巴塞罗那举办的 EMiT 超级计算技术展会上有提及的 Tegra X2 架构，使用新的“丹佛” CPU 和发布不久的 Pascal 架构 GPU 核心。不过任天堂已经确认 NS 不会和 PS4 以及 Xbox One 这样的主机争夺相同的市场，NS 本体以掌机的形态存在，也表明任天堂本次依然不会以绝对性能为卖点。在主动式散热和16nm FinFET 新制程的能耗比红利下支持的放大版 X1，或是规模较小的X2解决方案，可能是 NS 最可能采用的硬件配置。

这同时标志着 Nvidia 再次回到主机游戏市场，此前他们为初代 Xbox 以及 PS3 提供了 GPU 解决方案。

为什么不是AMD了？

此前业界曾一致认为，AMD 将拿到三大主机厂商全部的硬件设计订单，AMD 上一期的财报中曾表示今年拿到了三个自定义SoC的方案竞标，外界曾普遍认为是 PS4 “Neo”、Slim 版 Xbox One（Xbox One S）以及 NS，不过这第三个SoC方案如今看来极有可能是代号“天蝎”的下一代 Xbox 了。

从市场定位以及任天堂目前的硬件业绩来看，将硬件业务重心转移到掌机平台上是一个颇为明智的选择。说实话，任天堂的家用主机硬件目前要与 PS4 和 Xbox One 争夺核心用户市场胜算并不大，缺失近十年的第三方厂商 3A 大作支持的现状是无法通过一台主机来挽回的，并且微软与索尼完善得多的网络系统与在线服务早已让大多数硬派向游戏的玩家形成了对这两个品牌的忠诚度，即便任天堂在硬件与网络服务上立刻做出显著的进步，这些玩家也并不太可能转移到 NS 上来玩核心游戏，加强自己在掌机平台如今不可撼动的领先优势，对任天堂来说实际上是一个不需要太多思考的选择。

那么拥有目前最强移动平台一体化解决方案的 Nvidia 就成了合情合理的选择。AMD 不具备有竞争力的移动平台处理器，其 GPU 解决方案的能耗比也难以满足掌机的需求，目前手机和平板设备常见的 Adreno 以及 PowerVR 则尚无能与 Tegra 竞争的量产 GPU，而 Nvidia 能同时提供 CPU 和 GPU 设计方案，并且有成熟的 SoC 制造和代工厂关系。

▲Khronos Group 目前的成员名单，任天堂在列

从开发套件的角度来说，与 DirectX 12 平级的开源多平台 API Vulkan 的出现，给了非 Xbox 及 Windows PC 平台游戏开发一套高效率的硬件层 API 方案，去年9月任天堂已经加入了 Vulkan API 的技术标准组织 Khronos Group，意味着 Vulkan 有可能在 NS 的软件开发中起到重要的作用。

对目前来看定位于“可在电视上游玩的掌机”的 NS 来说，Tegra+Vulkan 的组合可以确保硬件功耗以及软件开发双重的灵活性，在掌机模式下降低运行频率控制功耗，因为在掌机的尺寸下，即便是720p级别的画面也能提供非常出色的视觉效果；而插入底座输出到电视时则可以通过提升频率来获得更好的画面效果，或许这个底座不仅用于视频信号输出，还具备了强化散热乃至硬件机能的能力也不一定。

不过采用了 ARM 架构的 CPU，意味着任天堂从 NGC 开始的向下兼容连击要就此停止了。我们未来或许会看到一些 Wii 和 Wii U 的名作移植，但像这二者一样硬件兼容前一台主机，恐怕是难以实现了。

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