Arm ha introdotto i suoi processori Armv9 di seconda generazione oltre a nuove GPU, tra cui il nuovo Immortalis-G715, che supporta il ray tracing.
Dopo aver debuttato lo scorso anno con la nuovissima architettura Armv9, Arm ha appena annunciato la seconda generazione di CPU Armv9, guidate dalla nuova CPU di punta Cortex-X3, insieme al Cortex-A715 e ad una versione rivista Corteccia-A510. Inoltre, l'azienda ha introdotto la sua prima GPU di punta, l'Immortalis-G715, completa di supporto per il ray tracing a livello hardware. Questi nuovi componenti alimentano anche le nuove soluzioni di calcolo totale di Arm.
Tutti questi saranno presenti nei prodotti lanciati nel 2023, quindi ci vorrà un po’ di tempo prima di vedere questi vantaggi in un prodotto di consumo.
Braccio Cortex-X3 e Cortex-A715
Prima di tutto, le nuove CPU basate sulla seconda generazione di Armv9 sono dotate di alcuni grandi miglioramenti delle prestazioni, che tende sempre ad essere il caso di Arm. A partire da Cortex-X3, che fa parte della serie Cortex-X di CPU personalizzate, in cui i partner possono intervenire per personalizzare il design finale del chip. Il Cortex-X3 promette un aumento delle prestazioni del 25% rispetto al Cortex-X2 negli ultimi smartphone Android. Il nuovo chip è anche più efficiente, raggiungendo lo stesso livello di prestazioni consumando meno energia, anche se Arm non è entrato nei dettagli.
Offre inoltre prestazioni a thread singolo fino al 34% più elevate rispetto ai più recenti laptop Windows. Come notato da Android Authority, questo è paragonato all'Intel Core i7-1260P, che è un processore da 28 W assetato di energia.
Inoltre, anche la piattaforma DynamIQ Shared Unit (DSU-110) è stata aggiornata e ora può essere scalata fino a 12 core e 16 MB di cache L3. Ciò consente una maggiore scalabilità, quindi i processori Arm possono essere adattati a qualsiasi cosa, dai telefoni ai laptop di fascia alta.
L'Arm Cortex-A715 viene fornito con una buona dose di aggiornamenti, ma si concentra principalmente sull'efficienza. Arm garantisce fino al 20% in più di efficienza energetica rispetto alla precedente CPU Cortex-A710, il che dovrebbe comportare una migliore durata della batteria per i dispositivi che la utilizzano. Dal punto di vista delle prestazioni, Arm promette un aumento del 5% rispetto all'ultima generazione, e può effettivamente eguagliare le prestazioni della CPU Cortex-X1 lanciata nel 2020.
Infine, il Cortex-A510 rivisto non presenta alcun cambiamento di prestazioni, ma ci riesce risparmia il 5% di energia in più rispetto all'iterazione precedente, offrendo un'efficienza ancora migliore per prolungare la batteria vita. Inoltre, questo core della CPU non ha più il supporto a 32 bit, di cui faceva parte La tabella di marcia di Arm per la transizione completa a 64 bit.
Arm Immortalis-G715, Mali-G715 e Mali-G615: il ray tracing arriva sui dispositivi mobili
Dal punto di vista GPU, Arm non si è accontentata dell'aggiornamento delle GPU Mali esistenti. Questa volta abbiamo una nuovissima GPU di punta, l'Immortalis-G715. Questa è la prima GPU Arm a supportare il ray tracing con accelerazione hardware, il che ne rende effettivamente possibile l'utilizzo su dispositivi mobili. Tuttavia, l'azienda ha introdotto due nuove GPU Mali, Mali-G715 e Mali-G615.
Se non sai cos'è il ray tracing, è un modo più realistico per generare luci e ombre nei giochi. Questo perché la GPU calcola effettivamente i singoli percorsi luminosi in una determinata scena, simulando il modo in cui la luce si propaga nella vita reale. Puoi vederlo in azione qui sotto.
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Sebbene il consumo di energia e l'area siano solitamente grandi preoccupazioni quando si tratta di abilitare il ray tracing, Arm afferma che la funzione utilizza solo il 4% dell'area centrale dello shader nel Immortalis-A715, tuttavia offre un aumento delle prestazioni del 300% rispetto alle soluzioni di ray tracing basate su software, come quello riscontrato sulla GPU Mali-G710 dell'ultima volta anno.
Altri miglioramenti sono simili su tutta la gamma di nuove GPU. Il braccio vanta prestazioni del 15% solo a livello di architettura rispetto alla generazione precedente. Tutte le nuove GPU supportano inoltre il Variable Rate Shading, che può offrire miglioramenti delle prestazioni regolando il qualità dello shader in diverse parti della scena, quindi la potenza di rendering è focalizzata sulle parti più importanti di detta scena scena. Ad esempio, consente alla GPU di eseguire il rendering della grafica a un livello granulare più fine in parti della scena con maggiori dettagli azione, in cui ti concentri su ciò che sta cambiando, ma utilizzi un rendering meno dettagliato su uno sfondo statico elementi.
Arm sta anche promuovendo miglioramenti all'Execution Engine e al fused multiply-add (FMA), con conseguenti miglioramenti 2x nella potenza dell'FMA, ma con un aumento dell'area solo del 27%. Anche le prestazioni ML sono raddoppiate grazie all'aggiunta dell'istruzione Matrix Multiply. Infine, i miglioramenti al Command Stream Frontend lo rendono più veloce rispetto alla generazione precedente, con un output del triangolo di picco triplo. Arm ha anche ottimizzato le ricerche del livello di dettaglio (LOD) nel Texture Mapper ottenendo il doppio del throughput, e l'inclusione della tecnologia Arm Fixed Rate Compression che ha debuttato nel Mali-G510 aiuta a risparmiare larghezza di banda.
Sebbene la maggior parte delle funzionalità siano supportate dalle tre GPU, ci sono naturalmente differenze in termini di potenza. L'Immortalis-G715 ha 10 o più core, mentre il Mali-G715 ha da 7 a 9 core e il Mali-G615 ha 6 core o meno.
Soluzioni di elaborazione totale Arm
Come accennato in precedenza, tutte queste tecnologie si uniscono per creare la seconda generazione di Arm Total Computer Solutions, o TCS. Si tratta di soluzioni unificate che includono tutti i componenti informatici necessari per alimentare un dispositivo e sono disponibili in vari livelli per rivolgersi a diversi tipi di dispositivi.
Ad esempio, ci sono soluzioni premium, che possono includere un core Cortex-X3 insieme a Cortex-A715 e Cortex-A510, più una GPU Immortalis-G715, e quelli sono orientati verso telefoni, laptop e dispositivi di punta desktop. Ci sono poi le soluzioni prestazionali, incentrate sui core Cortex-A715 e Cortex-A510, abbinati a Mali-G715 e Mali-G615, pensate per gli smartphone di fascia media, Chromebook e TV. Infine, le soluzioni per l'efficienza si concentrano sulle GPU Cortex-A510 e sulle GPU Mali-G310 a basso consumo e sono pensate per telefoni di fascia bassa, smartwatch, occhiali AR, e così via.
Ad esempio, una soluzione premium può offrire fino al 28% in più di prestazioni di gioco rispetto alla soluzione premium Arm TCS di prima generazione, oltre a ridurre il traffico DRAM fino al 23% e il consumo energetico fino al 16%. Una soluzione che utilizza i nuovi core della CPU e una GPU Mali-G715 può anche fornire grandi miglioramenti delle prestazioni di apprendimento automatico, in particolare per le funzionalità di fotocamera e video.
Le nuove soluzioni Arm TCS22 sono inoltre dotate di miglioramenti della sicurezza su tre livelli: sicurezza in-process, aggiornamento sicuro del firmware e ambiente di esecuzione affidabile (TEE). La sicurezza in-process ora viene fornita con la Memory Tagging Extension (MTE) asimmetrica, per gentile concessione delle nuove CPU Armv9, oltre a PAN potenziato per la protezione dagli attacchi di codice JIT. Il TEE è stato inoltre rafforzato con l'integrità del flusso di controllo e la protezione dell'integrità della memoria.
Tutto questo arriverà sui dispositivi basati su Arm nel 2023 e si preannuncia un grande anno, con il debutto di ray tracing basato su hardware su dispositivi mobili oltre alla consueta serie di miglioramenti in termini di prestazioni ed efficienza il bordo.
Fonte: Braccio