Arm Immortalis è la prossima generazione di GPU di punta di Arm e presenta alcune differenze chiave che la separano dal Mali.
Lo spazio delle GPU mobili si sta riscaldando ormai da un po'. Apple ha detenuto la corona della GPU più veloce per molto tempo, ma in questa generazione è stata battuta da Qualcomm, e anche il dominio di Qualcomm rispetto al resto del mondo Android è stato incredibile. Con le GPU Immortalis di Arm, tuttavia, le cose stanno accelerando e rendendo il mercato ancora più competitivo.
Recentemente abbiamo incontrato Steve Raphael di Arm al MWC di quest'anno e abbiamo fatto seguito a un'altra conversazione con Andy Craigen per parlare attraverso Arm, il suo percorso attuale e il lavoro che l'azienda ha completato attorno alla sua nuova linea di GPU Immortalis, a partire dal G715. Come dice Raphael, “siamo così orgogliosi di ciò che la squadra ha fatto. Se guardi alcuni confronti, si distingue come GPU di punta."
I nostri test lo confermano sicuramente, e può farlo andare ragionevolmente testa a testa contro l'Adreno 740
Analizzare il nome Immortalis
Innanzitutto, "Immortalis" è un nuovo nome per le GPU di livello più alto di Arm e la ragione della sua esistenza è per necessità e per non confondere i consumatori. “Per non creare confusione nel mercato, dobbiamo creare delle categorie separate” mi dice Craigen. Immortalis ha caratteristiche che il Mali non ha, sebbene racchiuda tutte le caratteristiche che il Mali ha.
Di conseguenza, puoi effettivamente ottenere anche una GPU Mali G715, e non lo è Appena l'Immortalis G715. Entrambe le GPU sono più o meno le stesse, tranne che la Mali G715 non ha un'unità Ray-Tracing, o RTU, e ha anche meno opzioni core; anche se quei core stessi sono tutti uguali a livello tecnico. Non si sa se ci saranno ulteriori divergenze in futuro tra i due, ma è così ponendo le basi affinché ci siano molte più differenze in futuro se Arm lo riterrà pertinente.
Per quanto riguarda il significato del nome "Immortalis", in latino significa "Immortale", il che significa che qualcosa è immune dalla morte. Suggerisce potenza e forza, che è qualcosa a cui Arm sembra appoggiarsi molto di più poiché produce GPU di punta.
Immersioni profonde nell'Immortalis G715
Craigen ha trascorso del tempo con me spiegando quali cambiamenti ci sono stati nel G715 che lo hanno reso così performante, e alcuni di questi cambiamenti sono incredibilmente interessanti. Il cambiamento più grande è stato il miglioramento complessivo dell'efficienza prestazionale dell'intero chipset, con la riduzione del modulo Fused-Multiply Add. Questo modulo viene utilizzato per i calcoli in virgola mobile, che sono incredibilmente importanti nelle GPU.
Di conseguenza, Arm è stata in grado di raddoppiare il numero di FMA per motore di esecuzione, uno in ciascun core shader, aggiungendo anche un MMUL, il che significava guadagni significativi sotto forma di un miglioramento di due volte nelle prestazioni a solo 1,3 volte l'area del silicio. Tuttavia, come osserva Craigen, "se raddoppiamo la quantità di FMA nell'unità di esecuzione, è necessario assicurarsi che non vi siano colli di bottiglia in altre parti della macchina. Altrimenti è inutile."
Per questo motivo, Arm ha migliorato anche molti altri moduli della GPU. Questi sono soprannominati "miglioramenti PPA" o miglioramenti in termini di potenza, prestazioni e area. Il Command Stream Frontend (CSF) è stato reso più veloce, c'è un miglioramento di tre volte nel throughput del triangolo tramite il Tiler, un throughput del frullatore FP16 raddoppiato e anche alcuni altri miglioramenti. Tutti questi miglioramenti sono ciò che si traduce in una GPU molto più veloce.
Se c'è un miglioramento del 100% nell'elaborazione, allora perché non c'è un miglioramento del 100% nella GPU, secondo i dati condivisi da Arm? L'azienda vanta un modesto miglioramento del 15%, ma anche nei nostri test, molti dei risultati che abbiamo raccolto sono molto più di un semplice miglioramento del 15% nell'FPS. Craigen mi spiega che il motivo è che l'azienda esegue test su molti casi d'uso diversi e l'elaborazione è solo uno di questi. Altri miglioramenti non sono così estremi ed è la totalità della GPU che testano quando condividono le loro metriche di miglioramento. Ha senso e sarebbe fuorviante pubblicizzare un miglioramento del calcolo del 100% senza chiarire cosa significhi effettivamente per la GPU.
Il limite di trovarsi in uno smartphone è principalmente la dimensione. "I dispositivi mobili sono molto diversi dalle console o dai PC dove hai, sicuramente sui PC, un budget termico quasi illimitato a seconda delle tue ventole [e di altri criteri]," mi dice Craigen. È un atto di perfetto equilibrio tra la potenza termica di un chip e la potenza di cui è capace, e anche molti OEM ci danno la loro interpretazione.
L'Immortalis G715 è la GPU di punta di Arm finora
Per anni, le GPU Mali sono rimaste indietro rispetto al resto della concorrenza nello spazio dei giochi mobili. Sono adeguate per le attività di base e per i giochi mobili per hobbisti, ma chiunque sia seriamente intenzionato a ottenere le migliori prestazioni in genere vorrebbe allontanarsi da una GPU Mali. Con l'Immortalis G715, Arm ha optato per un nuovo marchio che, secondo Craigen, è "dove diciamo che queste sono le migliori caratteristiche e funzioni prestazionali per il mercato degli smartphone premium".
Il punto in cui le cose diventano un po' confuse è che esiste ancora anche una GPU Mali G715, ma la sua unica differenza è che non ha il supporto ray-tracing. Tutto il resto rimane lo stesso tra le GPU Immortalis e Mali G715, anche se ciò non significa che sarà l'unica differenza nei modelli futuri. Man mano che sempre più funzionalità di punta arrivano sulle GPU di Arm, la necessità di distinguere ulteriormente tra Immortalis e Mali potrebbe diventare evidente.
Per quanto riguarda il modo in cui vengono implementate queste tecnologie, Arm spinge a utilizzare Vulkan ove possibile per una completa interoperabilità. Craigen afferma che "le API proprietarie causano frammentazione, cosa che a nessuno piace particolarmente", mentre l'utilizzo dell'API Vulkan per implementare il ray-tracing, per ad esempio, significa che le app che ne fanno uso possono semplicemente chiamare l'API Vulkan e non importa quale hardware è installato purché disponga di ray-tracing supporto. Mi ha detto che "siamo molto concentrati, e lo siamo da molto tempo, su Vulkan".
Cosa verrà dopo da Arm?
Parlando sia con Raphael che con Craigen, è chiaro che a quantità entra nella progettazione della GPU. Come afferma Craigen, “c’è un periodo abbastanza lungo tra il modo in cui sviluppiamo un IP e il suo inserimento in un SoC per poi inserirlo in un telefono. Si tratta di un periodo di tempo piuttosto significativo, più o meno nell'ordine di cinque anni." Ho chiesto a Raphael cosa aspettarsi dal futuro e lui ha adottato un approccio timido. Mi ha detto di aspettarmi grandi cose e che da questa generazione ci sarà "un'ampia gamma di implementazioni, vedrai di tutto".
Con salti così massicci compiuti da una generazione all'altra, sarò curioso di vedere se la prossima generazione di GPU Arm avrà miglioramenti simili. Arm si è quasi scontrato con Qualcomm in questa generazione e, per il tipico utilizzo quotidiano, entrambe le GPU hanno essenzialmente la stessa potenza. I test rivelano addirittura che il ray tracing di Arm sembra funzionare meglio di quello di Qualcomm.
Il futuro sembra essere luminoso per le GPU Immortalis e siamo entusiasti di vedere un altro giocatore entrare davvero nello spazio e affrontare Qualcomm.