Arm introducerer anden generation af Armv9-processorer plus en ray-tracing GPU

Efter at have debuteret den helt nye Armv9-arkitektur sidste år, har Arm netop annonceret anden generation af Armv9 CPU'er, med den nye Cortex-X3 flagskibs CPU i spidsen, sammen med Cortex-A715 og en revideret Cortex-A510. Derudover introducerede virksomheden sin første flagskibs-GPU nogensinde, Immortalis-G715, komplet med understøttelse af strålesporing på hardwareniveau. Disse nye komponenter driver også Arms nye Total Compute Solutions.

Alle disse vil blive fundet i produkter, der lanceres i 2023, så det vil tage et stykke tid, før du kan se disse fordele i et forbrugerprodukt.

Arm Cortex-X3 og Cortex-A715

For det første kommer de nye CPU'er baseret på anden generation af Armv9 med nogle store præstationsforbedringer, hvilket altid plejer at være tilfældet med Arm. Startende med Cortex-X3, som er en del af Cortex-X-serien af ​​brugerdefinerede CPU'er, hvor partnere kan chip ind for at tilpasse det endelige design af chippen. Cortex-X3 lover en stigning på 25 % i ydeevne i forhold til Cortex-X2 i de nyeste Android-smartphones. Den nye chip er også mere effektiv og opnår det samme niveau af ydeevne, mens den bruger mindre strøm, selvom Arm ikke dykkede ned i detaljerne herom.

Den leverer også op til 34 % højere single-threaded-ydeevne end de nyeste Windows-bærbare computere. Som bemærket af Android Authority, er det sammenlignet med Intel Core i7-1260P, som er en strømkrævende 28W-processor.

Derudover er DynamIQ Shared Unit (DSU-110) platformen også blevet opgraderet, og den kan nu skaleres op til 12 kerner og 16 MB L3-cache. Dette muliggør mere skalerbarhed, så Arm-processorer kan tilpasses til alt fra telefoner til mere avancerede bærbare computere.

Arm Cortex-A715 kommer med sin rimelige andel af opgraderinger, men den er for det meste fokuseret på effektivitet. Arm giver op til 20 % mere energieffektivitet sammenlignet med den tidligere Cortex-A710 CPU, hvilket burde resultere i bedre batterilevetid for enheder, der bruger den. På ydeevnesiden lover Arm en stigning på 5 % i forhold til sidste generation, og den kan faktisk matche ydeevnen af ​​Cortex-X1 CPU’en, der blev lanceret i 2020.

Endelig kommer den reviderede Cortex-A510 ikke med nogen ydelsesændringer, men den formår at spar 5 % mere strøm end den forrige iteration, hvilket giver endnu bedre effektivitet for at forlænge batteriet liv. Derudover har denne CPU-kerne ikke længere nogen 32-bit-understøttelse, hvilket var en del af Arms køreplan for at gå fuldstændig over til 64-bit.

Arm Immortalis-G715, Mali-G715 og Mali-G615: Strålesporing kommer til mobil

På GPU-siden var Arm ikke tilfreds med at opgradere de eksisterende Mali GPU'er. Denne gang får vi en helt ny flagskibs-GPU, Immortalis-G715. Dette er den første Arm GPU, der understøtter hardware-accelereret ray tracing, hvilket gør det faktisk muligt at bruge på mobil. Imidlertid introducerede virksomheden to nye Mali GPU'er, Mali-G715 og Mali-G615.

Hvis du ikke ved, hvad ray tracing er, er det en mere realistisk måde at generere lys og skygger i spil. Dette skyldes, at GPU'en faktisk beregner de individuelle lysbaner i en given scene, og simulerer den måde, lyset forplanter sig på i det virkelige liv. Du kan se den i aktion nedenfor.

\r\n https://www.youtube.com/watch? v=Oqq7wlu47-A\r\n

Mens energiforbrug og areal normalt er store bekymringer, når det kommer til at aktivere strålesporing, siger Arm, at funktionen kun bruger 4 % af shader-kerneområdet i Immortalis-A715, men den leverer en 300 % ydelsesforøgelse sammenlignet med softwarebaserede ray tracing-løsninger, såsom det, der findes på Mali-G710 GPU'en fra sidst år.

Andre forbedringer er ens på tværs af hele rækken af ​​nye GPU'er. Arm touts med 15 % ydeevne på arkitekturniveau alene sammenlignet med den forrige generation. De nye GPU'er understøtter også alle Variable Rate Shading, som kan levere ydeevneforbedringer ved at justere shader-kvalitet i forskellige dele af scenen, så gengivelseskraften er fokuseret på de vigtigste dele af den nævnte scene. For eksempel giver det GPU'en mulighed for at gengive grafik på et finere granulært niveau i dele af scenen med mere handling, hvor du er fokuseret på, hvad der ændrer sig, men bruger mindre detaljeret gengivelse på statisk baggrund elementer.

Arm udråber også forbedringer af Execution Engine og fusioned multiply-add (FMA), hvilket resulterer i 2x forbedringer i FMA-effekt, men med kun en arealstigning på 27 %. ML-ydelsen er også fordoblet takket være tilføjelsen af ​​Matrix Multiply-instruktionen. Endelig gør forbedringer til Command Stream Frontend den hurtigere end den foregående generation med tredobbelt peak-trekant-output. Arm har også optimeret detaljeniveau (LOD) opslag i Texture Mapper, hvilket resulterer i dobbelt så stor gennemstrømning, og inkluderingen af ​​Arm Fixed Rate Compression-teknologien, der debuterede i Mali-G510 hjælper med at spare båndbredde.

Mens de fleste af funktionerne understøttes på tværs af de tre GPU'er, er der naturligvis forskelle i kraft. Immortalis-G715 har 10 eller flere kerner, mens Mali-G715 har 7 til 9 kerner, og Mali-G615 har 6 kerner eller færre.

Arm Total Compute Solutions

Som vi nævnte øverst, samles alle disse teknologier for at skabe anden generation af Arm Total Computer Solutions, eller TCS. Disse er forenede løsninger, der inkluderer alle de computerkomponenter, der kræves for at drive en enhed, og de er tilgængelige i forskellige niveauer for at målrette mod forskellige typer enheder.

For eksempel er der premium-løsninger, som kan have en Cortex-X3-kerne sammen med Cortex-A715 og Cortex-A510 plus en Immortalis-G715 GPU, og de er rettet mod flagskibstelefoner, bærbare computere og desktops. Så er der ydeevneløsningerne, fokuseret på Cortex-A715 og Cortex-A510 kerner, kombineret med Mali-G715 og Mali-G615, beregnet til smartphones i mellemklassen, Chromebooks og tv'er. Endelig fokuserer effektivitetsløsningerne på Cortex-A510 GPU'er og laveffekt Mali-G310 GPU'er, og de er beregnet til avancerede telefoner, smartwatches, AR-briller, og så videre.

Som et eksempel kan en premium-løsning levere op til 28% mere spilydelse sammenlignet med første generations Arm TCS, udover at reducere DRAM-trafik med op til 23 % og strømforbrug med op til til 16 %. En løsning med de nye CPU-kerner og en Mali-G715 GPU kan også levere store maskinlæringsforbedringer, især for kamera- og videofunktioner.

De nye Arm TCS22-løsninger kommer også med sikkerhedsforbedringer på tværs af tre lag: Sikkerhed i processen, sikker firmwareopgradering og betroet eksekveringsmiljø (TEE). Sikkerhed i processen kommer nu med asymmetrisk Memory Tagging Extension (MTE), takket være de nye Armv9 CPU'er, plus forbedret PAN for at beskytte mod JITed kodeangreb. TEE er også blevet styrket med kontrolflowintegritet og hukommelsesintegritetsbeskyttelse.

Alt dette vil komme til Arm-baserede enheder i 2023, og det ser ud til at blive et stort år med debuten af hardwarebaseret ray-tracing på mobilen ud over den sædvanlige række af ydeevne- og effektivitetsforbedringer på tværs bestyrelsen.

---

Kilde: Arm