Arm's Immortalis ist die nächste Generation seiner GPUs, aber was ist das?

Der mobile GPU-Bereich heizt sich schon seit einiger Zeit auf. Apple hielt lange Zeit die Krone der schnellsten GPU, wurde aber in dieser Generation von Qualcomm übertroffen, und auch die Dominanz von Qualcomm im Vergleich zum Rest der Android-Welt war unglaublich. Mit den Immortalis-GPUs von Arm nehmen die Dinge jedoch Fahrt auf und machen den Markt immer konkurrenzfähiger.

Wir haben uns kürzlich beim diesjährigen MWC mit Steve Raphael von Arm getroffen und anschließend ein weiteres Gespräch mit Andy Craigen geführt uns durch Arm, seine aktuelle Entwicklung und die Arbeit, die das Unternehmen rund um seine neue Reihe von Immortalis-GPUs abgeschlossen hat, beginnend mit dem G715. Wie Raphael es ausdrückt: „Wir sind so stolz auf das, was das Team geleistet hat. Wenn man sich einige Vergleiche ansieht, kann es sich als Flaggschiff-GPU behaupten.“

Unsere Tests bestätigen dies definitiv, und das ist auch der Fall

der Adreno 740 einigermaßen Konkurrenz machen des Snapdragon 8 Gen 2. Doch was macht den Immortalis G715 eigentlich zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten?

Analyse des Namens Immortalis

In erster Linie ist „Immortalis“ ein neuer Name für die GPUs der höchsten Stufe von Arm, und der Grund für seine Existenz liegt in der Notwendigkeit und darin, die Verbraucher nicht zu verwirren. „Um keine Verwirrung auf dem Markt zu stiften, müssen wir einige separate Kategorien erstellen“, sagt Craigen. Immortalis hat Funktionen, die Mali nicht hat, obwohl es alle Funktionen umfasst, die Mali hat.

Infolgedessen können Sie tatsächlich auch eine Mali G715-GPU erhalten, was jedoch nicht der Fall ist Nur der Immortalis G715. Beide GPUs sind mehr oder weniger gleich, außer dass die Mali G715 keine Ray-Tracing-Einheit oder RTU hat und auch weniger Kernoptionen hat; auch wenn diese Kerne selbst auf technischer Ebene alle gleich sind. Es ist nicht abzusehen, ob es in Zukunft weitere Abweichungen zwischen den beiden geben wird, aber es ist so Die Voraussetzungen dafür schaffen, dass es in Zukunft deutlich mehr Unterschiede geben wird, wenn Arm dies für richtig hält relevant.

Was der Name „Immortalis“ bedeutet, ist lateinisch und bedeutet „Unsterblich“, was bedeutet, dass etwas vor dem Tod immun ist. Es deutet auf Kraft und Stärke hin, worauf Arm offenbar viel mehr setzt, da das Unternehmen GPUs der Flaggschiffklasse herstellt.

Ein tiefer Einblick in die Immortalis G715

Craigen verbrachte Zeit mit mir und ging durch die Änderungen am G715, die zu seiner Leistungsfähigkeit geführt haben, und einige dieser Änderungen sind unglaublich interessant. Die größte Änderung war die allgemeine Verbesserung der Leistungseffizienz des gesamten Chipsatzes durch die Verkleinerung des Fused-Multiply Add-Moduls. Dieses Modul wird für Gleitkommaberechnungen verwendet, die in GPUs unglaublich wichtig sind.

Dadurch konnte Arm die Anzahl der FMAs pro Ausführungs-Engine verdoppeln, eine in jedem Shader-Kern, und gleichzeitig hinzufügen ein MMUL, was erhebliche Gewinne in Form einer zweifachen Leistungssteigerung bei nur 1,3-facher Siliziumfläche bedeutete. Allerdings bemerkt Craigen: „Wenn wir die Menge an FMA in der Ausführungseinheit verdoppeln, müssen wir sicherstellen, dass es an anderer Stelle in der Maschine keine Engpässe gibt.“ Sonst ist es sinnlos.

Aus diesem Grund hat Arm auch mehrere andere Module in der GPU verbessert. Diese werden als „PPA-Verbesserungen“ oder Leistungs-, Leistungs- und Flächenverbesserungen bezeichnet. Das Command Stream Frontend (CSF) wurde schneller gemacht, es gibt eine dreifache Verbesserung des Dreiecksdurchsatzes über den Tiler, einen zweifachen FP16-Blender-Durchsatz und einige andere Verbesserungen. All diese Verbesserungen führen zu einer viel schnelleren GPU.

Wenn es eine 100-prozentige Verbesserung bei der Rechenleistung gibt, warum gibt es dann keine 100-prozentige Verbesserung bei der GPU, wie aus Arms eigenen Zahlen hervorgeht, die sie mitgeteilt haben? Das Unternehmen rühmt sich einer bescheidenen Verbesserung von 15 %, aber selbst in unseren eigenen Tests sind viele der von uns gesammelten Ergebnisse viel mehr als nur eine 15-prozentige Verbesserung der FPS. Craigen sagt mir, der Grund dafür sei, dass das Unternehmen viele verschiedene Anwendungsfälle teste und Computing nur einer davon sei. Andere Verbesserungen sind nicht so extrem und sie testen die Gesamtheit der GPU, wenn sie ihre Verbesserungsmetriken teilen. Es macht Sinn und wäre irreführend, eine 100-prozentige Rechenleistungsverbesserung anzupreisen, ohne zu klären, was das eigentlich für die GPU bedeutet.

Die Einschränkung bei einem Smartphone liegt in erster Linie in der Größe. „Mobile Geräte unterscheiden sich stark von Konsolen oder PCs, bei denen Sie, insbesondere bei PCs, ein nahezu unbegrenztes Wärmebudget haben, das von Ihren Lüftern [und anderen Kriterien] abhängt“, erzählt mir Craigen. Es ist ein perfekter Balanceakt zwischen der Wärmeabgabe eines Chips und der Leistung, die er leisten kann, und viele OEMs geben ihm auch ihre eigene Note.

Die Immortalis G715 ist die bisher hochwertigste GPU von Arm

Seit Jahren hinken Mali-GPUs der Konkurrenz im mobilen Gaming-Bereich hinterher. Für einfache Aufgaben und mobiles Hobby-Gaming sind sie ausreichend, aber jeder, der Wert auf die beste Leistung legt, würde in der Regel lieber von einer Mali-GPU abrücken. Mit dem Immortalis G715 hat sich Arm für ein neues Branding entschieden, von dem Craigen sagt, dass es „die besten Leistungsmerkmale und Funktionen für den Premium-Smartphone-Markt sind“.

Was die Sache etwas verwirrend macht, ist, dass es immer noch eine Mali G715-GPU gibt, der einzige Unterschied besteht jedoch darin, dass sie keine Raytracing-Unterstützung bietet. Alles andere bleibt zwischen den GPUs Immortalis und Mali G715 gleich, was jedoch nicht bedeutet, dass dies der einzige Unterschied in zukünftigen Modellen sein wird. Je mehr Flaggschiff-Funktionen die GPUs von Arm erhalten, desto deutlicher wird möglicherweise die Notwendigkeit, noch stärker zwischen Immortalis und Mali zu unterscheiden.

Was die Implementierung dieser Technologien angeht, drängt Arm darauf, Vulkan zu verwenden, wann immer dies möglich ist, um eine vollständige Interoperabilität zu gewährleisten. Craigen sagt, dass „proprietäre APIs eine Fragmentierung verursachen, die niemand besonders mag“, während die Verwendung der Vulkan-API beispielsweise zur Implementierung von Raytracing verwendet wird Dies bedeutet beispielsweise, dass Apps, die es nutzen, einfach die Vulkan-API aufrufen können, und es spielt keine Rolle, welche Hardware vorhanden ist, solange sie über Raytracing verfügt Unterstützung. Er sagte mir: „Wir konzentrieren uns schon lange auf Vulkan.“

Was kommt als nächstes von Arm?

Im Gespräch mit Raphael und Craigen wird deutlich, dass a viel geht ins GPU-Design. Wie Craigen sagt: „Von der Entwicklung einer IP über die Übertragung in ein SoC bis zur Übertragung auf ein Telefon vergeht ein ziemlich langer Zeitraum.“ Das ist ein ziemlich bedeutender Zeitraum, ungefähr in der Größenordnung von fünf Jahren.“ Ich fragte Raphael, was er von der Zukunft erwarten könne, und er reagierte zurückhaltend. Er sagte mir, dass ich Großes erwarten könne und dass es von dieser Generation „eine breite Palette an Umsetzungen geben wird, man wird alles Mögliche sehen.“

Angesichts der enormen Sprünge von einer Generation zur nächsten bin ich gespannt, ob die nächste Generation der Arm-GPU ähnliche Verbesserungen aufweisen wird. Arm lieferte sich in dieser Generation fast ein Duell mit Qualcomm, und für den typischen Alltagsgebrauch sind beide GPUs im Wesentlichen gleich leistungsstark. Tests haben sogar ergeben, dass das Raytracing von Arm anscheinend eine bessere Leistung erbringt als das von Qualcomm.

Die Zukunft scheint für Immortalis-GPUs rosig zu sein, und wir freuen uns, dass ein weiterer Spieler wirklich in den Markt einsteigt und es mit Qualcomm aufnimmt.