Η ARM ανακοίνωσε την GPU Mali-G77. Φέρνει την ολοκαίνουργια αρχιτεκτονική Valhall που διαδέχεται την αρχιτεκτονική Bifrost, η οποία παρουσιάστηκε το 2016.
Η ARM ανακοίνωσε την GPU Mali-G77 μαζί με την CPU Cortex-A77 στην ετήσια TechDay. Ενώ το Cortex-A77 είναι μια σημαντική πρόοδος γενιάς σε σχέση με τον προκάτοχό του, τον Cortex-A76, η GPU Mali-G77 είναι κάτι εντελώς διαφορετικό. Είναι η πρώτη GPU στη σειρά Mali της ARM που φέρνει μια νέα αρχιτεκτονική GPU μετά το Mali-G71, που έφερε την αρχιτεκτονική Bifrost το 2016. Το Mali-G77 φέρνει την ολοκαίνουργια αρχιτεκτονική "Valhall".
Αν και η IP της CPU της ARM ήταν ιστορικά αρκετά ανταγωνιστική στο ευρύτερο τοπίο των smartphone, η σειρά GPU της εταιρείας στο Μάλι έχει δυσκολευτεί να ανταγωνιστεί τις καλύτερες λύσεις στην κατηγορία χρόνια. Ξανά και ξανά, η σειρά των GPU του Mali αποδείχθηκε κατώτερη από τις GPU PowerVR της Adreno και της Imagination Technologies όσον αφορά την απόδοση και την απόδοση ισχύος. Η αρχιτεκτονική Bifrost διαδέχθηκε την αρχιτεκτονική Midgard, μεταβαίνοντας από έναν διανυσματικό τύπο σε έναν βαθμωτό τύπο. Δυστυχώς, δεν είχε ως αποτέλεσμα να ξεπεραστεί το χάσμα απόδοσης και απόδοσης ισχύος που φαινομενικά μεγάλωνε. Το Mali-G71 και το Mali-G72 υπέφεραν από υπερβολικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας και στραγγαλισμό, που τα έκανε κατώτερα από τις Adreno GPU της Qualcomm και την προσαρμοσμένη GPU της Apple (ξεκινώντας από την Apple Α11).
Η κακή απόδοση της GPU έγινε τόσο σημαντικό ζήτημα που οι πωλητές εξέταζαν την προοπτική για μικρά κέρδη GPU που θα επιτύγχαναν μετά από μια γενιά. ο Exynos 9810Η GPU του Mali-G72MP18 ήταν μια ήπια βελτίωση από τον προκάτοχό του, για παράδειγμα. Ο Όμιλος HiSilicon της Huawei αγωνίστηκε με τις GPU του Μάλι σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό. Το HiSilicon Kirin 960 και το Kirin 970 απογοητεύτηκαν από τις GPU που κατανάλωναν ασυνήθιστα υψηλές ποσότητες ενέργειας ενώ παρείχαν σχετικά λιγότερη ενέργεια απόδοση, στο βαθμό που η Huawei αναγκάστηκε να εισαγάγει έναν μη συμβατικό μηχανισμό στραγγαλισμού, που οδήγησε σε ανακαλύφθηκε η απάτη αναφοράς για πολλά τηλέφωνα Huawei πέρυσι.
Το περσινό Mali-G76, ευτυχώς, παρείχε ουσιαστικές βελτιώσεις τόσο στο μέτωπο επιδόσεων όσο και στην απόδοση ισχύος. Χρησιμοποιώντας μια έκδοση 10 πυρήνων του Mali-G76, το HiSilicon ήταν σε θέση να υποσχεθεί βελτιώσεις απόδοσης 46% και παρόλο που η εταιρεία πέτυχε τους αριθμούς απόδοσης, και πάλι δεν ήταν σε θέση να λάβει την απόδοση της GPU (τόσο η κορυφαία όσο και η σταθερή απόδοση) καθώς και κορώνα απόδοσης ισχύος. Η Samsung Systems LSI υλοποίησε μια έκδοση 12 πυρήνων της GPU στο Exynos 9820 και κατέληξε να μειώσει τη διαφορά στο GPU Adreno 640 του Qualcomm Snapdragon 855. Οι Adreno GPU της Qualcomm παρέμειναν οι ηγέτες στην αγορά Android, αλλά η Apple πήγε ένα καλύτερο πέρυσι με την προσαρμοσμένη GPU του Apple A12. Η Apple κατάφερε να νικήσει την Qualcomm τόσο όσον αφορά την κορυφαία όσο και τη διαρκή απόδοση και η εταιρεία επέδειξε επίσης ανταγωνιστική απόδοση ισχύος. Επί του παρόντος, η GPU του A12 παραμένει ο ηγέτης, ενώ η GPU Adreno 640 του Snapdragon 855 βρίσκεται στη δεύτερη θέση στα περισσότερα σημεία αναφοράς.
Μπροστά σε αυτό το ανταγωνιστικό περιβάλλον, η ARM έπρεπε να ανταποκριθεί στην πρόκληση.
Το αποτέλεσμα αυτού ήταν το Mali-G77 και η νέα αρχιτεκτονική Valhall. Η ARM λέει ότι προσφέρει 30% αύξηση στην πυκνότητα απόδοσης, 30% βελτιώσεις στην ενεργειακή απόδοση και 60% βελτίωση για τη μηχανική μάθηση (ML). Η ARM αναμένει από το Mali-G77 να προσφέρει 40% καλύτερη απόδοση γραφικών σε κινητές συσκευές.
Η εταιρεία αναμένει ότι το Mali-G77 θα φέρει περισσότερα παιχνίδια υψηλής ποιότητας στα κινητά τηλέφωνα και σημειώνει ότι το 2018 ήταν το έτος κατά το οποίο τα έσοδα από τυχερά παιχνίδια για κινητά ξεπέρασαν τα έσοδα από παιχνίδια σε κονσόλες και υπολογιστές για πρώτη φορά χρόνος.
Όσον αφορά την ML, η ARM λέει ότι το Mali-G77 παρέχει στις συσκευές τις δυνατότητες να εκτελούν "ολοένα και πιο περίπλοκες" εργασίες ML πιο γρήγορα στη συσκευή με βελτίωση της πυκνότητας απόδοσης κατά 60%. Αυτό είναι καλύτερο από την αποστολή τους στο cloud για επεξεργασία, γεγονός που οδηγεί σε περισσότερες ανησυχίες για την ασφάλεια και μειωμένη απόδοση, καθώς και υψηλότερο λανθάνοντα χρόνο.
Η νέα αρχιτεκτονική Valhall είναι η βάση του Mali-G77 και των μελλοντικών GPU του Mali. Η ARM λέει ότι τα ακόλουθα χαρακτηριστικά του Valhall το καθιστούν «καινοφανή αρχιτεκτονική»:
- «Ένας νέος superscalar κινητήρας, που προσφέρει άλλο ένα άλμα στην ενεργειακή απόδοση και την πυκνότητα απόδοσης
- Ένα απλοποιημένο βαθμωτό ISA με ένα νέο σύνολο εντολών που είναι πιο φιλικό προς τους μεταγλωττιστές
- Νέος δυναμικός προγραμματισμός εντολών
- Οι ανακατασκευασμένες δομές δεδομένων ευθυγραμμίζονται καλύτερα με τα σύγχρονα API, όπως το Vulkan.
- Ενώ υπάρχουν πολλές διαφορετικές προόδους και νέα χαρακτηριστικά, τα δύο βασικά είναι η μηχανή εκτέλεσης και η χαρτογράφηση υφής στο Mali-G77."
Οι κινητήρες ευρείας εκτέλεσης του Mali-G77 βελτιώνουν την πυκνότητα απόδοσης μέσω της κοινής χρήσης του ελέγχου σε έναν μεγάλο αριθμό λωρίδων, σύμφωνα με την ARM. Το Mali-G76 έχει στημόνι 8 πλάτους και συνολικά 24 λωρίδες FMA ανά πυρήνα σκίασης, ενώ το Mali-G77 έχει 16 ευρείες παραμορφώσεις, 32 λωρίδες (δύο ομάδες των 16 FMA ανά κινητήρα εκτέλεσης) και έναν κινητήρα ανά πυρήνα σκίασης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα 33% περισσότερους υπολογισμούς στην ίδια περιοχή σε σύγκριση με το G76, σύμφωνα με την εταιρεία.
Η ARM δηλώνει επίσης ότι η βελτιωμένη απόδοση παιχνιδιού του Mali-G77 συνδέεται με τον τετραπλό χαρτογράφο υφής, που παρέχει τέσσερα texels/κύκλο, δηλαδή 2 φορές καλύτερη απόδοση από το Mali-G76 και 4 φορές μεγαλύτερη από το G72. Λέγεται ότι παρέχει βελτιώσεις σε όλα τα παιχνίδια υψηλής πιστότητας και περιστασιακά, αλλά θα έχει ιδιαίτερα μεγάλο αντίκτυπο στα βαριά παιχνίδια υφής. Η υπολογιστική ικανότητα του G77 έχει αυξηθεί, επομένως χρειάστηκε να αυξηθεί και η ικανότητα υφής για να διατηρηθεί η ισορροπία του μηχανήματος, σύμφωνα με την ARM. Ο τελικός στόχος; Προσφέρετε περισσότερη απόδοση ανά τετραγωνικό χιλιοστό από πριν.
Το Mali-G77 έχει βελτιστοποιηθεί για να ταιριάζει με τους νέους κινητήρες εκτέλεσης 16 πλάτους και τον τετραπλό χαρτογράφο υφής. Αυτή η βελτιστοποίηση περιλαμβάνει έναν επανασχεδιασμό του σωλήνα LSC και χαρακτηριστικών με έμφαση στην πυκνότητα απόδοσης και την ενεργειακή απόδοση.
Η ARM λέει ότι έχει «σημαντική εστίαση» στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης και προωθεί ότι το Mali-G77 μπορεί να κάνει το ίδιο έργο στο 50% της ενέργειας του Mali-G72 πριν από δύο χρόνια. Σύμφωνα με την εταιρεία, η αρχιτεκτονική Valhall και το Mali-G77 ενισχύουν την ενεργειακή απόδοση σε όλους τους φόρτους εργασίας, οδηγώντας σε μια βελτίωση 1,3x σε "ένα ευρύ φάσμα περιεχομένου", που σημαίνει ότι οι χρήστες θα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής μπαταρίας με premium συσκευές.
Η ARM δηλώνει ότι ο δυναμικός προγραμματισμός εντολών αντιμετωπίζεται πλέον στο υλικό για να επιτρέψει καλύτερη απόδοση. Ο δυναμικός προγραμματιστής λέγεται ότι αποφασίζει ποιες εντολές θα εκτελεστούν από ποιες παραμορφώσεις και στη συνέχεια η εργασία εκδίδεται σε ανεξάρτητες παράλληλες ALU σε υπερκλιμακωτό στυλ.
Τέλος, η ARM σημειώνει ότι η αρχιτεκτονική Valhall συνεχίζει την εξέλιξη του ARM Frame Buffer Compression μέσω του AFBC 1.3. Φέρνει μερικές νέες δυνατότητες που μπορείτε να διαβάσετε στην ανάρτηση ιστολογίου της ARM.
Η ARM έχει μερικές μεγάλες υποσχέσεις για το Mali-G77, δηλώνοντας ότι θα φέρει σημαντικές βελτιώσεις στην απόδοση σε πολύπλοκα AR και ML, και παρέχουν "ασυμβίβαστη απόδοση γραφικών και αυξημένη απόδοση." Εάν ισχύουν οι αξιώσεις, μπορεί τελικά να δούμε μια GPU ARM Mali να λειτουργεί πρόσωπο με πρόσωπο, ή ακόμα και βελτιώνοντας την Adreno GPU μιας δεδομένης γενιάς, και η αγορά GPU για κινητά γίνεται πολύ περισσότερο ανταγωνιστικός.
Πηγή: ΜΠΡΑΤΣΟ
Μέσω: AnandTech