Nvidia Tegra Kal-El : un 5e coeur surprise !

Nvidia a rendu publique l'architecture de sa future puce Tegra Kal-El. Ce SoC qui sera très probablement le premier ARM quadricoeur sur le marché inclut une technologie originale pour maîtriser sa consommation : le Variable Symmetric Multiprocessing (vSMP). Il s'agit ni plus ni moins que d'ajouter un 5e coeur à très basse fréquence.

Kal-El n'est donc pas un quadricoeur mais un pentacoeur. Le cinquième, baptisé coeur compagnon, est selon Nvidia fonctionnellement identique aux autres (ARM Cortex A9). Mais il est gravé suivant un procédé différent, une variante du 40 nm TSMC optimisée pour la faible consommation. Autrement dit, il ne peut pas fonctionner à des fréquences aussi élevées que ces frères (il plafonne à 500 MHz), mais en échange, il nécessite une tension d'alimentation plus faible et donc consomme beaucoup moins d'énergie.

Cette cinquième roue du carrosse prend le relais des quatre autres coeurs pour les tâches très peu gourmandes en puissance CPU : relevé des mails en tâche de fond, synchronisations, écoute audio, lecture vidéo, etc. Lorsque la charge CPU est plus importante, Kal-El bascule sur ses coeurs haute fréquence, le coeur compagnon étant désactivé. Leur activation est d'ailleurs progressive elle aussi (cf. image ci-contre).

Au final, alors que Kal-El offre une puissance brute deux fois supérieure à Tegra 2, il peut consommer jusqu'à 60 % de moins en lecture vidéo et même 34 % de moins dans un jeu.

La gestion de cette bascule complexe entre les 5 coeurs fait appel à la fois à des circuits dédiés et à un composant logiciel de bas niveau. Nvidia assure cependant qu'aucune modification ne doit être apportée au système d'exploitation (Android Honeycomb) ou aux applications. Tous les coeurs étant identiques, la présence du compagnon est transparente pour l'OS. En outre, les cinq Cortex A9 utilisent un cache de niveau 2 commun. D'après les mesures de Nvidia, le temps nécessaire à la bascule du coeur compagnon vers les coeurs principaux est inférieur à 2 ms et n'entraîne pas de latence perceptible. 

Le seul point que Nvidia se garde bien d'évoquer est la taille de Kal-El : avec 2,5 fois plus de coeurs que Tegra 2, la même finesse de gravure, des coeurs plus gros suite à l'ajout d'une unité SIMD, un GPU doté de plus d'unités et des circuits dédiés à la gestion du vSMP, Kal-El sera forcément une grosse puce. Elle sera donc coûteuse à produire et difficile à intégrer dans des smartphones que le public souhaite toujours plus fins et légers.