ARM mengumumkan GPU Mali-G77 dengan arsitektur GPU "Valhall" baru dan peningkatan kinerja 1,4x

ARM telah mengumumkan GPU Mali-G77 bersama CPU Cortex-A77 pada TechDay tahunannya. Meskipun Cortex-A77 merupakan kemajuan generasi yang signifikan dibandingkan pendahulunya, Cortex-A76, GPU Mali-G77 adalah sesuatu yang sama sekali berbeda. Ini merupakan GPU pertama di jajaran ARM Mali yang menghadirkan arsitektur GPU baru sejak Mali-G71 yang menghadirkan arsitektur Bifrost pada tahun 2016. Mali-G77 menghadirkan arsitektur "Valhall" yang baru.

Meskipun IP CPU ARM secara historis cukup kompetitif di lanskap ponsel pintar yang lebih luas, jajaran GPU perusahaan di Mali telah berjuang untuk bersaing dengan solusi terbaik di kelasnya bertahun-tahun. Berkali-kali, seri GPU Mali terbukti kalah dengan GPU PowerVR Adreno dan Imagination Technologies dalam hal kinerja dan efisiensi daya. Arsitektur Bifrost menggantikan arsitektur Midgard, beralih dari tipe vektor ke tipe skalar. Sayangnya, hal ini tidak berhasil mengatasi kesenjangan kinerja dan efisiensi daya yang tampaknya semakin besar. Mali-G71 dan Mali-G72 mengalami konsumsi daya dan pelambatan yang terlalu tinggi, sehingga menjadikannya lebih rendah daripada GPU Adreno Qualcomm dan GPU khusus Apple (dimulai dengan Apple A11).

Kinerja GPU yang buruk menjadi masalah yang sangat signifikan sehingga vendor meremehkan prospek peningkatan kecil GPU yang dicapai setelah satu generasi. Itu Exynos 9810GPU Mali-G72MP18 merupakan sedikit peningkatan dari pendahulunya, misalnya. Grup HiSilicon Huawei mengalami kesulitan yang lebih besar dengan GPU Mali. HiSilikon Kirin 960 dan itu Kirin 970 dikecewakan oleh GPU yang mengkonsumsi daya dalam jumlah yang sangat tinggi namun menyediakan daya yang relatif lebih sedikit kinerja, sampai-sampai Huawei terpaksa memperkenalkan mekanisme pembatasan yang tidak konvensional, yang mengarah ke kecurangan benchmark ditemukan untuk beberapa ponsel Huawei tahun lalu.

Untungnya, Mali-G76 tahun lalu memberikan peningkatan substansial baik dalam hal kinerja maupun efisiensi daya. Menggunakan Mali-G76 versi 10-core, HiSilicon mampu menjanjikan peningkatan kinerja sebesar 46%, dan meskipun perusahaan mencapai angka kinerja tersebut, masih belum mampu mengimbangi kinerja GPU (baik kinerja puncak maupun berkelanjutan) serta mahkota efisiensi daya. Samsung Systems LSI menerapkan GPU versi 12-inti di Exynos 9820, dan akhirnya mempersempit kesenjangan ke GPU Adreno 640 dari Qualcomm Snapdragon 855. GPU Adreno Qualcomm tetap menjadi pemimpin kelas di pasar Android, tetapi Apple menjadi lebih baik tahun lalu dengan GPU khusus Apple A12. Apple mampu mengalahkan Qualcomm dalam hal kinerja puncak dan berkelanjutan, dan perusahaan juga menunjukkan efisiensi daya yang kompetitif. Saat ini, GPU A12 tetap menjadi yang terdepan, sedangkan GPU Adreno 640 Snapdragon 855 menempati posisi kedua pada sebagian besar benchmark.

Dalam menghadapi lingkungan yang kompetitif ini, ARM perlu mengambil tindakan untuk menghadapi tantangan tersebut.

Hasilnya adalah Mali-G77 dan arsitektur Valhall yang baru. ARM mengatakan bahwa ini memberikan peningkatan kepadatan kinerja sebesar 30%, peningkatan efisiensi energi sebesar 30%, dan peningkatan pembelajaran mesin (ML) sebesar 60%. ARM mengharapkan berbasis Mali-G77 untuk memberikan kinerja grafis puncak 40% lebih baik di perangkat seluler.

Perusahaan mengharapkan Mali-G77 menghadirkan lebih banyak game kelas atas ke ponsel, dan mencatat bahwa tahun 2018 adalah tahun ketika pendapatan dari game seluler melampaui pendapatan game berbasis konsol dan PC untuk pertama kalinya waktu.

Sehubungan dengan ML, ARM mengatakan bahwa Mali-G77 memberi perangkat kemampuan untuk melakukan tugas ML yang "semakin kompleks" lebih cepat pada perangkat dengan peningkatan kepadatan kinerja sebesar 60%. Ini lebih baik daripada mengirimkannya ke cloud untuk diproses, yang menyebabkan lebih banyak masalah keamanan dan penurunan kinerja, serta latensi yang lebih tinggi.

Arsitektur Valhall baru adalah dasar dari Mali-G77 dan GPU Mali masa depan. ARM mengatakan bahwa fitur Valhall berikut menjadikannya "arsitektur baru":

• “Mesin superscalar baru, yang memberikan lompatan lain dalam efisiensi energi dan kepadatan kinerja
• ISA skalar yang disederhanakan dengan set instruksi baru yang lebih ramah kompiler
• Penjadwalan instruksi dinamis baru
• Struktur data yang dikerjakan ulang lebih selaras dengan API modern, seperti Vulkan.
• Meskipun ada banyak kemajuan dan fitur baru, dua hal utama adalah mesin eksekusi dan pemetaan tekstur di Mali-G77."

Mesin eksekusi lebar Mali-G77 meningkatkan kepadatan kinerja melalui berbagi kontrol pada sejumlah jalur, menurut ARM. Mali-G76 memiliki 8 warp lebar dan total 24 jalur FMA per inti shader, sedangkan Mali-G77 memiliki 16 warp lebar, 32 jalur (dua cluster berisi 16 FMA per mesin eksekusi) dan satu mesin per inti shader. Hal ini menghasilkan 33% lebih banyak komputasi di area yang sama jika dibandingkan dengan G76, menurut perusahaan.

ARM juga menyatakan bahwa peningkatan kinerja gaming Mali-G77 dikaitkan dengan quad texture mapper, yang menyediakan empat texel/siklus, yaitu throughput 2x lebih baik dibandingkan Mali-G76 dan 4x lebih besar dibandingkan Mali-G76 G72. Dikatakan bahwa ini memberikan peningkatan pada semua game dengan fidelitas tinggi dan kasual, tetapi ini akan memiliki dampak yang sangat besar pada game dengan tekstur berat. Kemampuan komputasi G77 telah ditingkatkan, sehingga kemampuan tekstur juga perlu ditingkatkan untuk menjaga keseimbangan mesin, menurut ARM. Tujuan akhirnya? Memberikan kinerja lebih baik per milimeter persegi dibandingkan sebelumnya.

Mali-G77 telah dioptimalkan agar sesuai dengan mesin eksekusi 16 lebar baru dan pemetaan tekstur quad. Optimalisasi ini mencakup desain ulang LSC dan pipa atribut dengan fokus pada kepadatan kinerja dan efisiensi energi.

ARM mengatakan bahwa mereka memiliki "fokus signifikan" pada peningkatan efisiensi energi, dan mempromosikan bahwa Mali-G77 dapat melakukan pekerjaan yang sama pada 50% energi Mali-G72 dari dua tahun lalu. Menurut perusahaan, arsitektur Valhall dan Mali-G77 meningkatkan efisiensi energi di semua beban kerja, sehingga menghasilkan peningkatan sebesar 1,3x pada "berbagai konten", yang berarti pengguna akan mendapatkan masa pakai baterai lebih lama pada versi premium perangkat.

ARM menyatakan bahwa penjadwalan instruksi dinamis kini ditangani di perangkat keras untuk memungkinkan kinerja yang lebih baik. Penjadwal dinamis dikatakan memutuskan instruksi mana yang akan dieksekusi dari warp mana, dan pekerjaan tersebut kemudian dikeluarkan ke ALU paralel independen dalam gaya superscalar.

Terakhir, ARM mencatat bahwa arsitektur Valhall melanjutkan evolusi Kompresi Buffer Bingkai ARM melalui AFBC 1.3. Ini menghadirkan beberapa fitur baru yang dapat dibaca di postingan blog ARM.

ARM memiliki beberapa janji besar untuk Mali-G77, menyatakan bahwa ini akan membawa peningkatan kinerja yang signifikan dalam AR dan ML yang kompleks, dan memberikan "kinerja grafis tanpa kompromi dan peningkatan efisiensi". Jika klaim tersebut terbukti, kita mungkin akhirnya akan melihat GPU ARM Mali berfungsi berhadapan langsung dengan, atau bahkan lebih baik dari GPU Adreno pada generasi tertentu, dan pasar GPU seluler menjadi lebih baik lagi. kompetitif.

Sumber: LENGAN

Melalui: AnandTech