ARM kuulutab välja Mali-G77 GPU uue "Valhalli" GPU arhitektuuri ja 1,4-kordse jõudluse täiustustega

ARM kuulutas oma iga-aastasel TechDay'l välja Mali-G77 GPU koos Cortex-A77 protsessoriga. Kui Cortex-A77 on oma eelkäija Cortex-A76 ees märkimisväärne põlvkondade edasiminek, siis Mali-G77 GPU on hoopis midagi muud. See on esimene GPU ARM-i Mali valikus, mis tõi uue GPU arhitektuuri pärast Mali-G71, mis tõi 2016. aastal Bifrosti arhitektuuri. Mali-G77 toob uhiuue "Valhalli" arhitektuuri.

Kuigi ARM-i protsessori IP on laiemas nutitelefonimaastikul olnud ajalooliselt üsna konkurentsivõimeline, ettevõtte Mali GPU-de valik on võistelnud oma klassi parimate lahendustega aastat. Ikka ja jälle osutusid Mali seeria GPU-d jõudluse ja energiatõhususe poolest alla nende Adreno ja Imagination Technologiesi PowerVR GPU-dele. Bifrosti arhitektuur järgnes Midgardi arhitektuurile, lülitudes vektortüübilt skalaartüübile. Kahjuks ei aidanud see ületada jõudluse ja energiatõhususe lõhet, mis näiliselt suurenes. Mali-G71 ja Mali-G72 kannatasid liiga suure voolutarbimise ja gaasipedaali tõttu, mis muutis need halvemaks kui Qualcommi Adreno GPU ja Apple'i kohandatud GPU (alates Apple'ist A11).

Kehv GPU jõudlus muutus nii oluliseks probleemiks, et müüjad vaatasid üle põlvkonna jooksul saavutatud väikese GPU kasu. The Exynos 9810Näiteks Mali-G72MP18 GPU oli oma eelkäijaga võrreldes kerge edasiminek. Huawei HiSilicon Group võitles Mali GPU-dega palju suuremal määral. HiSilicon Kirin 960 ja Kirin 970 olid alt vedanud GPU-d, mis tarbisid ebaharilikult palju energiat, pakkudes samas suhteliselt vähem jõudlust sel määral, et Huawei oli sunnitud kasutusele võtma ebatavalise drosselmehhanismi, mis viis selleni avastatakse etalonpettus eelmisel aastal mitme Huawei telefoni jaoks.

Eelmise aasta Mali-G76 aitas õnneks oluliselt parandada nii jõudlust kui ka energiatõhusust. Kasutades Mali-G76 10-tuumalist versiooni, suutis HiSilicon lubada 46% jõudluse paranemist ja kuigi ettevõte saavutas jõudlusnumbrid, see ei suutnud ikka veel võtta GPU jõudlust (nii tipp- kui ka püsivat jõudlust) samuti energiatõhususe kroon. Samsung Systems LSI juurutas Exynos 9820 GPU 12-tuumalise versiooni ja lõppes vahe vähendamisega juurde Qualcomm Snapdragon 855 Adreno 640 GPU. Qualcommi Adreno GPU-d on jäänud Androidi turul klassiliidriteks, kuid Apple läks eelmisel aastal Apple A12 kohandatud GPU-ga paremaks. Apple suutis Qualcommi ületada nii tipptaseme kui ka püsiva jõudluse osas ning ettevõte näitas ka konkurentsivõimelist energiatõhusust. Praegu on A12 GPU endiselt liider, samas kui Snapdragon 855 Adreno 640 GPU on enamikus võrdlusnäitajates teisel kohal.

Sellise konkurentsikeskkonnaga silmitsi seistes pidi ARM väljakutsega toime tulema.

Selle tulemuseks oli Mali-G77 ja uus Valhalli arhitektuur. ARM väidab, et see suurendab jõudlustihedust 30%, energiatõhusust 30% ja masinõppe (ML) 60% võrra. ARM eeldab, et Mali-G77-põhine pakub mobiilseadmetes 40% paremat graafika tippjõudlust.

Ettevõte loodab, et Mali-G77 toob mobiiltelefonidesse rohkem tipptasemel mänge ja märgib, et 2018. aasta, mil mobiilimängudest saadav tulu ületas esmakordselt konsooli- ja arvutipõhiste mängude tulu aega.

Seoses ML-iga ütleb ARM, et Mali-G77 pakub seadmetele võimeid täita seadmes "üha keerukamaid" ML-i ülesandeid kiiremini ja jõudlustihedust paraneb 60%. See on parem kui saata need töötlemiseks pilve, mis toob kaasa rohkem turvaprobleeme ja vähenenud jõudlust ning suuremat latentsust.

Uus Valhalli arhitektuur on Mali-G77 ja tulevaste Mali GPUde aluseks. ARM ütleb, et järgmised Valhalli omadused muudavad selle "uudseks arhitektuuriks":

• "Uus superskalaarmootor, mis tagab järjekordse hüppe energiatõhususes ja jõudlustiheduses
• Lihtsustatud skalaar-ISA koos uue käsukomplektiga, mis on kompilaatorisõbralikum
• Uus dünaamiline juhiste ajastamine
• Ümbertöödeldud andmestruktuurid, mis on paremini joondatud tänapäevaste API-dega, nagu Vulkan.
• Kuigi on palju erinevaid edusamme ja uusi funktsioone, on kaks peamist Mali-G77 täitmismootor ja tekstuurikaardistaja.

ARM-i andmetel parandavad Mali-G77 laia töövõimega mootorid jõudlustihedust, jagades juhtimist paljude radade üle. Mali-G76-l on 8 laia lõime ja kokku 24 FMA-rada varjutussüdamiku kohta, Mali-G77-l aga 16 laia lõime, 32 rada (kaks 16 FMA klastrit täitmismootori kohta) ja üks mootor varjutustuuma kohta. Selle tulemuseks on ettevõtte andmetel samas piirkonnas 33% rohkem arvutusi võrreldes G76-ga.

ARM väidab ka, et Mali-G77 parem mängujõudlus on seotud nelja tekstuurikaardistajaga, mis tagab neli tekslit tsükli kohta, mis on 2x parem läbilaskevõime kui Mali-G76 ja 4x suurem kui G72. Väidetavalt pakub see täiustusi kõrgtäpsuse ja juhuslike mängude osas, kuid sellel on eriti suur mõju tekstuuriga rasketele mängudele. G77 arvutusvõimet on suurendatud, nii et ARM-i sõnul tuli masina tasakaalus hoidmiseks suurendada ka tekstuurivõimet. Lõppeesmärk? Tagage varasemast suurem jõudlus ruutmillimeetri kohta.

Mali-G77 on optimeeritud sobima uute 16-laiuse täitmismootori ja neljatekstuurikaardistajaga. See optimeerimine hõlmab LSC ja atribuuttoru ümberkujundamist, keskendudes jõudluse tihedusele ja energiatõhususele.

ARM ütleb, et ta keskendub "oluliselt" energiatõhususe parandamisele, ja propageerib, et Mali-G77 suudab teha sama tööd 50% Mali-G72 kahe aasta tagusest energiast. Ettevõtte sõnul suurendavad Valhalli arhitektuur ja Mali-G77 energiatõhusust kõikidel töökoormustel, mis toob kaasa 1,3-kordne paranemine "laias sisuvalikus", mis tähendab, et kasutajad saavad lisatasu aku kauem seadmeid.

ARM väidab, et parema jõudluse tagamiseks käsitletakse nüüd riistvaras dünaamilist juhiste ajastamist. Väidetavalt otsustab dünaamiline planeerija, milliseid käske millistest kooludest käivitada, ja seejärel väljastatakse töö sõltumatutele paralleelsetele ALU-dele superskalaarses stiilis.

Lõpetuseks märgib ARM, et Valhalli arhitektuur jätkab ARM Frame Buffer Compression arendamist AFBC 1.3 kaudu. See toob kaasa mõned uued funktsioonid, mida saab lugeda ARM-i ajaveebi postitusest.

ARM-il on Mali-G77 jaoks mõned suured lubadused, kuulutades, et see parandab keerukate AR-i ja ML-i jõudlust. pakkuda "kompromissitu graafika jõudlust ja suuremat tõhusust". Kui väited lähevad täide, võime lõpuks näha, et ARM Mali GPU töötab antud põlvkonna Adreno GPU-ga või isegi selle täiustamisega ning mobiilsete GPU-de turg muutub lihtsalt pisut laiemaks. konkurentsivõimeline.

Allikas: ARM

Via: AnandTech