ARM je najavio Mali-G77 GPU. Donosi potpuno novu Valhall arhitekturu koja nasljeđuje Bifrost arhitekturu, koja je predstavljena 2016. godine.
ARM je najavio Mali-G77 GPU uz Cortex-A77 CPU na svom godišnjem TechDayu. Dok je Cortex-A77 značajan generacijski napredak u odnosu na svog prethodnika, Cortex-A76, Mali-G77 GPU je nešto sasvim drugačije. To je prvi GPU u ARM-ovoj Mali liniji koji donosi novu GPU arhitekturu od Mali-G71, koji je donio Bifrost arhitekturu 2016. godine. Mali-G77 donosi potpuno novu "Valhall" arhitekturu.
Iako je ARM-ov CPU IP povijesno bio prilično konkurentan u širem okruženju pametnih telefona, Mali linija GPU-a tvrtke borila se s natjecanjem s najboljim rješenjima u klasi godine. Uvijek iznova, Mali serija GPU-a pokazala se inferiornom u odnosu na PowerVR GPU-ove Adreno i Imagination Technologies u pogledu performansi i energetske učinkovitosti. Arhitektura Bifrost naslijedila je arhitekturu Midgard, prešavši s vektorskog tipa na skalarni tip. Nažalost, to nije rezultiralo prevladavanjem razlike u performansama i energetskoj učinkovitosti koja je naizgled postajala sve veća. Mali-G71 i Mali-G72 patili su od pretjerano velike potrošnje energije i prigušenja, što učinilo ih je inferiornima u odnosu na Qualcomm Adreno GPU i Appleov prilagođeni GPU (počevši s Appleovim A11).
Loša izvedba GPU-a postala je toliko značajan problem da su dobavljači omalovažavali mogućnost manjih poboljšanja GPU-a postignutih nakon jedne generacije. The Exynos 9810Mali-G72MP18 GPU bio je blagi napredak u odnosu na svog prethodnika, na primjer. Huaweijeva HiSilicon grupa mučila se s Mali GPU-ima u puno većoj mjeri. HiSilicon Kirin 960 i Kirin 970 iznevjerili su GPU-ovi koji troše abnormalno velike količine energije, a daju relativno manje performanse, do te mjere da je Huawei bio prisiljen uvesti nekonvencionalni mehanizam prigušivanja, što je dovelo do benchmark varanje biti otkriveno za nekoliko Huawei telefona prošle godine.
Prošlogodišnji Mali-G76 je, srećom, pružio značajna poboljšanja u pogledu performansi i energetske učinkovitosti. Koristeći 10-jezgrenu verziju Mali-G76, HiSilicon je mogao obećati 46% poboljšanja performansi, a iako je tvrtka postigla brojke performansi, još uvijek nije mogao podnijeti performanse GPU-a (i vrhunske i kontinuirane performanse) kao i krunica energetske učinkovitosti. Samsung Systems LSI implementirao je 12-jezgrenu verziju GPU-a u Exynos 9820, i završilo smanjivanjem jaza prema Qualcomm Snapdragon 855 Adreno 640 GPU. Qualcommovi Adreno GPU-ovi ostali su vodeći u klasi na Android tržištu, ali Apple je prošle godine bio bolji s prilagođenim GPU-om Apple A12. Apple je uspio pobijediti Qualcomm iu pogledu vrhunske i održive izvedbe, a tvrtka je pokazala i konkurentnu energetsku učinkovitost. Trenutno, A12 GPU ostaje vodeći, dok je Adreno 640 GPU Snapdragon 855 na drugom mjestu u većini mjerila.
Suočen s ovim konkurentskim okruženjem, ARM je trebao pojačati kako bi odgovorio na izazov.
Rezultat toga je Mali-G77 i nova Valhall arhitektura. ARM kaže da donosi 30% povećanje gustoće performansi, 30% poboljšanja energetske učinkovitosti i 60% poboljšanja za strojno učenje (ML). ARM očekuje da će baziran na Mali-G77 isporučiti 40% bolje vrhunske grafičke performanse u mobilnim uređajima.
Tvrtka očekuje da će Mali-G77 donijeti više vrhunskih igrica na mobilne telefone i napominje da je 2018. godine kada su prihodi od mobilnog igranja po prvi put prestigli prihode od igranja na konzolama i PC-u vrijeme.
Što se tiče ML-a, ARM kaže da Mali-G77 omogućuje uređajima da brže izvršavaju "sve složenije" ML zadatke na uređaju uz poboljšanje gustoće performansi od 60%. To je bolje nego slati ih u oblak na obradu, što dovodi do većih sigurnosnih problema i smanjene izvedbe, kao i do veće latencije.
Nova Valhall arhitektura osnova je Mali-G77 i budućih Mali GPU-ova. ARM kaže da sljedeće značajke Valhalla čine "novom arhitekturom":
- "Novi superskalarni motor, koji donosi još jedan skok u energetskoj učinkovitosti i gustoći performansi
- Pojednostavljeni skalarni ISA s novim skupom instrukcija koji je prilagođeniji prevoditelju
- Novo dinamičko raspoređivanje instrukcija
- Prerađene strukture podataka bolje usklađene s modernim API-jima, kao što je Vulkan.
- Iako postoji mnogo različitih poboljšanja i novih značajki, dvije ključne su izvršni mehanizam i maper tekstura u Mali-G77."
Motori za široku izvedbu Mali-G77 poboljšavaju gustoću performansi kroz dijeljenje kontrole nad velikim brojem traka, prema ARM-u. Mali-G76 ima 8 širokih warpova i ukupno 24 FMA trake po jezgri shadera, dok Mali-G77 ima 16 širokih warpova, 32 trake (dva klastera od 16 FMA po izvršnom motoru) i jedan motor po jezgri shadera. To rezultira s 33% više računanja na istom području u usporedbi s G76, prema tvrtki.
ARM također navodi da je poboljšana igraća izvedba Mali-G77 povezana s četverostrukim maperom tekstura, koji pruža četiri teksela po ciklusu, što je 2x bolja propusnost od Mali-G76 i 4x veća od G72. Rečeno je da pruža poboljšanja u svim segmentima igranja visoke kvalitete i ležernog igranja, ali će imati posebno veliki utjecaj na igre s teškim teksturama. Računalna sposobnost G77 je povećana, tako da je i mogućnost teksture također trebalo povećati kako bi stroj bio uravnotežen, prema ARM-u. Krajnji cilj? Pružite više performansi po kvadratnom milimetru nego prije.
Mali-G77 je optimiziran kako bi odgovarao novim 16-wide izvršnim motorima i četverostrukom maperu tekstura. Ova optimizacija uključuje redizajn LSC-a i atributne cijevi s fokusom na gustoću performansi i energetsku učinkovitost.
ARM kaže da ima "značajan fokus" na poboljšanju energetske učinkovitosti i promovira da Mali-G77 može obaviti isti posao u 50% energije Mali-G72 od prije dvije godine. Prema tvrtki, arhitektura Valhall i Mali-G77 povećavaju energetsku učinkovitost u svim radnim opterećenjima, što dovodi do poboljšanje od 1,3x u "širokom rasponu sadržaja", što znači da će korisnici dobiti dulje trajanje baterije na premium uređaja.
ARM navodi da se dinamičkim raspoređivanjem instrukcija sada upravlja u hardveru kako bi se omogućile bolje performanse. Kaže se da dinamički planer odlučuje koje instrukcije izvršiti iz kojih krivulja, a posao se zatim izdaje nezavisnim paralelnim ALU-ovima u superskalarnom stilu.
Na kraju, ARM napominje da Valhall arhitektura nastavlja evoluciju ARM Frame Buffer Compression kroz AFBC 1.3. Donosi neke nove značajke koje se mogu pročitati u ARM-ovom postu na blogu.
ARM ima neka velika obećanja za Mali-G77, najavljujući da će donijeti značajna poboljšanja performansi u složenim AR i ML, i pružaju "beskompromisne grafičke performanse i povećanu učinkovitost." Ako se tvrdnje potvrde, možda ćemo konačno vidjeti ARM Mali GPU suprotstaviti ili čak poboljšati Adreno GPU određene generacije, a tržište mobilnih GPU-ova postalo je malo više natjecateljski.
Izvor: RUKA
Preko: AnandTech