أعلنت شركة ARM عن معالج الرسوميات Mali-G77. إنه يجلب بنية Valhall الجديدة تمامًا التي خلفت بنية Bifrost، التي تم تقديمها في عام 2016.
أعلنت شركة ARM عن وحدة معالجة الرسوميات Mali-G77 جنبًا إلى جنب مع وحدة المعالجة المركزية Cortex-A77 في معرض TechDay السنوي. في حين أن Cortex-A77 يمثل تقدمًا كبيرًا عبر الأجيال مقارنة بسابقه، Cortex-A76، فإن وحدة معالجة الرسوميات Mali-G77 هي شيء مختلف تمامًا. إنها أول وحدة معالجة رسومات في تشكيلة Mali من ARM تقدم بنية GPU جديدة منذ Mali-G71، والتي جلبت بنية Bifrost في عام 2016. يجلب Mali-G77 بنية "Valhall" الجديدة تمامًا.
على الرغم من أن عنوان IP لوحدة المعالجة المركزية (CPU) الخاص بشركة ARM كان تاريخيًا منافسًا تمامًا في مجال الهواتف الذكية الأوسع، كافحت مجموعة وحدات معالجة الرسوميات Mali التابعة للشركة للتنافس مع أفضل الحلول في فئتها عبر العالم سنين. مرارًا وتكرارًا، أثبتت سلسلة وحدات معالجة الرسوميات Mali أنها أدنى من وحدات معالجة الرسوميات PowerVR الخاصة بشركة Adreno وImagination Technologies من حيث الأداء وكفاءة الطاقة. نجحت بنية Bifrost في هندسة Midgard، حيث تحولت من نوع متجه إلى نوع عددي. ولسوء الحظ، لم يؤدي ذلك إلى التغلب على فجوة الأداء وكفاءة الطاقة التي كانت تبدو أكبر. عانى Mali-G71 و Mali-G72 من الاستهلاك المفرط للطاقة والاختناق، الأمر الذي جعلها أقل شأنا من وحدات معالجة الرسومات Adreno من Qualcomm ووحدة معالجة الرسومات المخصصة من Apple (بدءًا من Apple أ11).
أصبح الأداء الضعيف لوحدة معالجة الرسومات مشكلة كبيرة لدرجة أن البائعين كانوا ينظرون إلى احتمالية تحقيق مكاسب طفيفة لوحدة معالجة الرسومات بعد جيل واحد. ال إكسينوس 9810على سبيل المثال، كانت وحدة معالجة الرسومات Mali-G72MP18 الخاصة بـ Mali-G72MP18 عبارة عن تحسن طفيف عن سابقتها. كافحت مجموعة HiSilicon التابعة لشركة Huawei مع وحدات معالجة الرسوميات Mali إلى حد أكبر بكثير. هايسيليكون كيرين 960 و ال كيرين 970 تم خذلانها بسبب استهلاك وحدات معالجة الرسومات لكميات عالية بشكل غير طبيعي من الطاقة مع توفير طاقة أقل نسبيًا الأداء، إلى الحد الذي اضطرت شركة هواوي إلى تقديم آلية اختناق غير تقليدية، مما أدى إلى يتم اكتشاف الغش المعياري للعديد من هواتف هواوي العام الماضي.
ولحسن الحظ، قدمت Mali-G76 في العام الماضي تحسينات كبيرة على جبهتي الأداء وكفاءة الطاقة. باستخدام إصدار 10 نواة من Mali-G76، تمكنت HiSilicon من الوعد بتحسينات في الأداء بنسبة 46%، وعلى الرغم من أن الشركة حققت أرقام الأداء، ما زال غير قادر على الحصول على أداء وحدة معالجة الرسومات (الأداء الأقصى والمستدام) وكذلك تاج كفاءة الطاقة. نفذت Samsung Systems LSI إصدارًا مكونًا من 12 نواة من وحدة معالجة الرسومات في Exynos 9820 و وانتهى الأمر بتضييق الفجوة إلى معالج رسوميات Qualcomm Snapdragon 855 Adreno 640. ظلت وحدات معالجة الرسومات Adreno من Qualcomm هي الرائدة في فئتها في سوق Android، لكن Apple حققت أداءً أفضل في العام الماضي من خلال وحدة معالجة الرسومات المخصصة Apple A12. تمكنت شركة Apple من التغلب على شركة Qualcomm من حيث الأداء الأقصى والمستدام، كما أظهرت الشركة كفاءة تنافسية في استهلاك الطاقة أيضًا. حاليًا، تظل وحدة معالجة الرسومات الخاصة بـ A12 هي الرائدة، في حين تحتل وحدة معالجة الرسوميات Adreno 640 الخاصة بـ Snapdragon 855 المرتبة الثانية في معظم المعايير.
وفي مواجهة هذه البيئة التنافسية، كانت شركة ARM بحاجة إلى تكثيف جهودها لمواجهة هذا التحدي.
وكانت نتيجة ذلك Mali-G77 وهندسة Valhall الجديدة. تقول ARM إنها توفر زيادة بنسبة 30% في كثافة الأداء، وتحسينات في كفاءة الطاقة بنسبة 30%، وتحسينًا بنسبة 60% في التعلم الآلي (ML). تتوقع شركة ARM أن توفر تقنية Mali-G77 أداءً أفضل بنسبة 40٪ للرسومات في الأجهزة المحمولة.
وتتوقع الشركة أن يجلب Mali-G77 المزيد من الألعاب المتطورة للهواتف المحمولة، وتشير إلى أن عام 2018 كان العام الذي تجاوزت فيه إيرادات ألعاب الهاتف المحمول إيرادات الألعاب المعتمدة على وحدات التحكم والكمبيوتر الشخصي لأول مرة وقت.
فيما يتعلق بـ ML، تقول ARM أن Mali-G77 يوفر للأجهزة القدرة على أداء مهام ML "المعقدة بشكل متزايد" بشكل أسرع على الجهاز مع تحسين كثافة الأداء بنسبة 60٪. وهذا أفضل من إرسالها إلى السحابة للمعالجة، مما يؤدي إلى المزيد من المخاوف الأمنية وانخفاض الأداء، فضلاً عن زمن الوصول العالي.
تعد بنية Valhall الجديدة أساس Mali-G77 ووحدات معالجة الرسوميات Mali المستقبلية. تقول ARM أن الميزات التالية لـ Valhall تجعلها "بنية جديدة":
- "محرك سلمي فائق جديد، يحقق قفزة أخرى في كفاءة الطاقة وكثافة الأداء
- ISA عددي مبسط مع مجموعة تعليمات جديدة أكثر ملاءمة للمترجم
- جدولة ديناميكية جديدة للتعليمات
- تمت إعادة صياغة هياكل البيانات لتتوافق بشكل أفضل مع واجهات برمجة التطبيقات الحديثة، مثل Vulkan.
- في حين أن هناك العديد من التطورات المختلفة والميزات الجديدة، فإن العنصرين الرئيسيين هما محرك التنفيذ ومخطط النسيج في Mali-G77."
تعمل محركات التنفيذ الواسعة في Mali-G77 على تحسين كثافة الأداء من خلال مشاركة التحكم في عدد كبير من الممرات، وفقًا لشركة ARM. يحتوي Mali-G76 على 8 اعوجاجات عريضة وإجمالي 24 مسار FMA لكل نواة تظليل، بينما يحتوي Mali-G77 على 16 التفافات عريضة و32 مسارًا (مجموعتان من 16 FMA لكل محرك تنفيذ) ومحرك واحد لكل نواة تظليل. وينتج عن ذلك زيادة في الحوسبة بنسبة 33% في نفس المنطقة مقارنةً بـ G76، وفقًا للشركة.
تشير ARM أيضًا إلى أن أداء الألعاب المحسن لـ Mali-G77 مرتبط بمخطط النسيج الرباعي، الذي يوفر أربع تيكسلات/دورة، أي إنتاجية أفضل مرتين من Mali-G76 و4x أكبر من G72. يُقال إنها توفر تحسينات في جميع مجالات الألعاب عالية الدقة والألعاب غير الرسمية، ولكن سيكون لها تأثير كبير بشكل خاص على الألعاب الثقيلة. لقد تمت زيادة القدرة الحسابية لجهاز G77، لذلك يلزم أيضًا زيادة قدرة الملمس للحفاظ على توازن الجهاز، وفقًا لـ ARM. الهدف النهائي؟ تقديم المزيد من الأداء لكل ملليمتر مربع من ذي قبل.
تم تحسين Mali-G77 ليتوافق مع محركات التنفيذ الجديدة ذات الـ 16 عرضًا ومخطط النسيج الرباعي. يتضمن هذا التحسين إعادة تصميم LSC وأنبوب الخصائص مع التركيز على كثافة الأداء وكفاءة الطاقة.
تقول ARM إن لديها "تركيزًا كبيرًا" على تحسين كفاءة الطاقة، وتروج لأن Mali-G77 يمكنها القيام بنفس العمل بنسبة 50% من طاقة Mali-G72 منذ عامين. وفقًا للشركة، تعمل بنية Valhall وMali-G77 على تعزيز كفاءة استخدام الطاقة في جميع أحمال العمل، مما يؤدي إلى تحسن بمقدار 1.3x عبر "نطاق واسع من المحتوى"، مما يعني أن المستخدمين سيحصلون على عمر بطارية أطول عند الاشتراك المميز الأجهزة.
ينص ARM على أن جدولة التعليمات الديناميكية يتم التعامل معها الآن في الأجهزة لتمكين الأداء الأفضل. يُقال إن المجدول الديناميكي هو الذي يقرر أي تعليمات سيتم تنفيذها ومن أي الالتواءات، ثم يتم إصدار العمل إلى وحدات ALU المتوازية المستقلة بأسلوب سلمية فائقة.
أخيرًا، تشير ARM إلى أن بنية Valhall تواصل تطور ضغط المخزن المؤقت لإطار ARM من خلال AFBC 1.3. إنه يجلب بعض الميزات الجديدة التي يمكن قراءتها في منشور مدونة ARM.
لدى ARM بعض الوعود الكبيرة لـ Mali-G77، حيث أعلنت أنها ستجلب تحسينات كبيرة في الأداء في AR وML المعقدين، و توفير "أداء رسومات لا هوادة فيه وزيادة الكفاءة." إذا تم تنفيذ هذه المطالبات، فقد نرى أخيرًا وحدة معالجة الرسوميات ARM Mali وجهاً لوجه مع وحدة معالجة الرسومات Adreno لجيل معين، أو حتى تحسينها، وأصبح سوق GPU للهواتف المحمولة أكثر قليلاً تنافسي.
مصدر: ذراع
عبر: أناند تك