ARM anuncia la GPU Mali-G77 con nueva arquitectura de GPU "Valhall" y mejoras de rendimiento 1,4x

ARM ha anunciado la GPU Mali-G77. Trae la nueva arquitectura Valhall que sucede a la arquitectura Bifrost, que se introdujo en 2016.

ARM anunció la GPU Mali-G77 junto con la CPU Cortex-A77 en su TechDay anual. Si bien el Cortex-A77 es un avance generacional significativo con respecto a su predecesor, el Cortex-A76, la GPU Mali-G77 es algo completamente diferente. Es la primera GPU en la línea Mali de ARM que trae una nueva arquitectura de GPU desde la Mali-G71, que trajo la arquitectura Bifrost en 2016. El Mali-G77 trae la nueva arquitectura "Valhall".

Aunque la IP de la CPU de ARM ha sido históricamente bastante competitiva en el panorama más amplio de los teléfonos inteligentes, La línea de GPU de Mali de la compañía ha tenido problemas para competir con las mejores soluciones de su clase durante los últimos años. años. Una y otra vez, la serie de GPU Mali demostró ser inferior a las GPU PowerVR de Adreno e Imagination Technologies en términos de rendimiento y eficiencia energética. La arquitectura Bifrost sucedió a la arquitectura Midgard, pasando de un tipo vectorial a un tipo escalar. Desafortunadamente, no resultó en superar la brecha de rendimiento y eficiencia energética que aparentemente estaba creciendo. El Mali-G71 y el Mali-G72 sufrieron un consumo de energía y una aceleración excesivos, lo que los hizo inferiores a las GPU Adreno de Qualcomm y a la GPU personalizada de Apple (comenzando con Apple A11).

El bajo rendimiento de la GPU se convirtió en un problema tan importante que los proveedores desestimaban la posibilidad de obtener ganancias menores de la GPU después de una generación. El Exynos 9810La GPU Mali-G72MP18 fue una leve mejora con respecto a su predecesora, por ejemplo. HiSilicon Group de Huawei tuvo problemas con las GPU de Mali en mayor medida. El HiSilicon Kirin 960 y el Kirin 970 fueron decepcionados por las GPU que consumían cantidades anormalmente altas de energía y proporcionaban relativamente menos rendimiento, hasta el punto de que Huawei se vio obligado a introducir un mecanismo de estrangulamiento no convencional, lo que llevó a Se descubren trampas de referencia para varios teléfonos Huawei el año pasado.

Afortunadamente, el Mali-G76 del año pasado proporcionó mejoras sustanciales tanto en el frente de rendimiento como en el de eficiencia energética. Utilizando una versión de 10 núcleos del Mali-G76, HiSilicon pudo prometer mejoras de rendimiento del 46% y, aunque la empresa logró las cifras de rendimiento, todavía no pudo alcanzar el rendimiento de la GPU (tanto el rendimiento máximo como el sostenido) así como corona de eficiencia energética. Samsung Systems LSI implementó una versión de 12 núcleos de la GPU en el Exynos 9820 y terminó acortando la brecha hacia GPU Adreno 640 de Qualcomm Snapdragon 855. Las GPU Adreno de Qualcomm siguen siendo líderes de su clase en el mercado de Android, pero Apple fue aún mejor el año pasado con la GPU personalizada del Apple A12. Apple pudo vencer a Qualcomm tanto en términos de rendimiento máximo como sostenido, y la compañía también mostró una eficiencia energética competitiva. Actualmente, la GPU del A12 sigue siendo líder, mientras que la GPU Adreno 640 del Snapdragon 855 ocupa el segundo lugar en la mayoría de las pruebas.

Frente a este entorno competitivo, ARM necesitaba dar un paso adelante para afrontar el desafío.

El resultado de esto fue el Mali-G77 y la nueva arquitectura Valhall. ARM dice que ofrece un aumento del 30 % en la densidad de rendimiento, un 30 % de mejoras en la eficiencia energética y un 60 % de mejora en el aprendizaje automático (ML). ARM espera que la versión basada en Mali-G77 ofrezca un rendimiento gráfico máximo un 40% mejor en dispositivos móviles.

La compañía espera que el Mali-G77 lleve más juegos de alta gama a los teléfonos móviles y señala que 2018 fue el año en el que los ingresos de los juegos móviles superaron a los ingresos de los juegos basados ​​en consolas y PC por primera vez. tiempo.

Con respecto al ML, ARM dice que el Mali-G77 proporciona a los dispositivos la capacidad de realizar tareas de ML "cada vez más complejas" más rápido en el dispositivo con una mejora de la densidad del rendimiento del 60 %. Esto es mejor que enviarlos a la nube para su procesamiento, lo que genera más problemas de seguridad y un menor rendimiento, así como una mayor latencia.

La nueva arquitectura Valhall es la base de Mali-G77 y de las futuras GPU Mali. ARM dice que las siguientes características de Valhall lo convierten en una "arquitectura novedosa":

  • "Un nuevo motor superescalar, que ofrece otro salto en eficiencia energética y densidad de rendimiento
  • Un ISA escalar simplificado con un nuevo conjunto de instrucciones que es más fácil de compilar
  • Nueva programación dinámica de instrucciones.
  • Estructuras de datos reelaboradas y mejor alineadas con las API modernas, como Vulkan.
  • Si bien hay muchos avances y características nuevas diferentes, los dos claves son el motor de ejecución y el mapeador de texturas en Mali-G77".

Los motores de amplia ejecución del Mali-G77 mejoran la densidad del rendimiento al compartir el control sobre una amplia cantidad de carriles, según ARM. El Mali-G76 tiene 8 warps de ancho y un total de 24 carriles FMA por núcleo de sombreado, mientras que el Mali-G77 tiene 16 warps de ancho, 32 carriles (dos grupos de 16 FMA por motor de ejecución) y un motor por núcleo de sombreado. Esto da como resultado un 33% más de procesamiento en la misma área en comparación con el G76, según la compañía.

ARM también afirma que el rendimiento de juego mejorado del Mali-G77 está relacionado con el mapeador de texturas cuádruple. que proporciona cuatro texels/ciclo, es decir, un rendimiento 2 veces mejor que el Mali-G76 y 4 veces mayor que el G72. Se dice que proporcionará mejoras en todos los ámbitos de los juegos casuales y de alta fidelidad, pero tendrá un impacto especialmente grande en los juegos con muchas texturas. La capacidad de cómputo del G77 se ha incrementado, por lo que también fue necesario aumentar la capacidad de textura para mantener la máquina equilibrada, según ARM. ¿El objetivo final? Ofrezca más rendimiento por milímetro cuadrado que antes.

El Mali-G77 ha sido optimizado para que coincida con los nuevos motores de ejecución de 16 anchos y el mapeador de texturas cuádruple. Esta optimización incluye un rediseño del LSC y la tubería de atributos con un enfoque en la densidad de rendimiento y la eficiencia energética.

ARM dice que tiene un "enfoque significativo" en mejorar la eficiencia energética, y promueve que el Mali-G77 puede hacer el mismo trabajo con el 50% de la energía que el Mali-G72 de hace dos años. Según la empresa, la arquitectura Valhall y Mali-G77 aumentan la eficiencia energética en todas las cargas de trabajo, lo que lleva a una mejora de 1,3 veces en "una amplia gama de contenidos", lo que significa que los usuarios obtendrán una mayor duración de la batería en premium dispositivos.

ARM afirma que la programación dinámica de instrucciones ahora se maneja en hardware para permitir un mejor rendimiento. Se dice que el programador dinámico decide qué instrucciones ejecutar desde qué warps, y luego el trabajo se envía a ALU paralelas independientes en estilo superescalar.

Por último, ARM señala que la arquitectura Valhall continúa la evolución de la compresión del búfer de trama ARM a través de AFBC 1.3. Trae algunas características nuevas que se pueden leer en la publicación del blog de ARM.

ARM tiene grandes promesas para el Mali-G77, proclamando que traerá mejoras significativas de rendimiento en AR y ML complejos, y proporcionar "rendimiento gráfico sin concesiones y mayor eficiencia". Si las afirmaciones se cumplen, es posible que finalmente veamos una GPU ARM Mali en funcionamiento. cara a cara con, o incluso mejorando, la GPU Adreno de una generación determinada, y el mercado de GPU móviles se vuelve un poco más competitivo.

Fuente: BRAZO

A través de: anandtech