Arm heeft zijn Armv9-processors van de tweede generatie plus nieuwe GPU's geïntroduceerd, waaronder de nieuwe Immortalis-G715, die ray tracing ondersteunt.
Na vorig jaar de gloednieuwe Armv9-architectuur te hebben geïntroduceerd, heeft Arm zojuist de tweede generatie aangekondigd Armv9 CPU's, aangevoerd door de nieuwe Cortex-X3 vlaggenschip CPU, naast de Cortex-A715 en een herziene Cortex-A510. Daarnaast introduceerde het bedrijf zijn allereerste vlaggenschip-GPU, de Immortalis-G715, compleet met ondersteuning voor ray tracing op hardwareniveau. Deze nieuwe componenten vormen ook de basis voor Arm's nieuwe Total Compute Solutions.
Deze zullen allemaal terug te vinden zijn in producten die in 2023 op de markt komen, dus het zal nog even duren voordat je deze voordelen in een consumentenproduct ziet.
Bewapen Cortex-X3 en Cortex-A715
Ten eerste worden de nieuwe CPU's op basis van de tweede generatie Armv9 geleverd met een aantal grote prestatieverbeteringen, wat altijd het geval is bij Arm. Te beginnen met de Cortex-X3, die deel uitmaakt van de Cortex-X-serie van aangepaste CPU's, waar partners kunnen meedoen om het uiteindelijke ontwerp van de chip aan te passen. De Cortex-X3 belooft een prestatieverbetering van 25% ten opzichte van de Cortex-X2 in de nieuwste Android-smartphones. De nieuwe chip is ook efficiënter en bereikt hetzelfde prestatieniveau terwijl hij minder stroom verbruikt, hoewel Arm daar niet op de details daarvan inging.
Het levert ook tot 34% hogere single-threaded prestaties dan de nieuwste Windows-laptops. Zoals opgemerkt door Android Authority, wordt dit vergeleken met de Intel Core i7-1260P, een energievretende 28W-processor.
Bovendien is het DynamIQ Shared Unit (DSU-110)-platform ook geüpgraded en kan het nu worden opgeschaald naar 12 cores en 16 MB L3-cache. Dit maakt meer schaalbaarheid mogelijk, zodat Arm-processors kunnen worden aangepast voor alles, van telefoons tot meer geavanceerde laptops.
De Arm Cortex-A715 wordt geleverd met een behoorlijk aantal upgrades, maar is vooral gericht op efficiëntie. Arm prijst tot 20% meer energie-efficiëntie aan vergeleken met de vorige Cortex-A710 CPU, wat zou moeten resulteren in een betere batterijduur voor apparaten die er gebruik van maken. Aan de prestatiekant belooft Arm een stijging van 5% ten opzichte van de vorige generatie, en deze kan de prestaties van de Cortex-X1 CPU die in 2020 werd gelanceerd, zelfs evenaren.
Ten slotte brengt de herziene Cortex-A510 geen prestatieveranderingen met zich mee, maar dat lukt hem wel bespaar 5% meer energie dan de vorige iteratie, wat een nog betere efficiëntie oplevert om de batterij te verlengen leven. Bovendien heeft deze CPU-kern geen 32-bits ondersteuning meer, die daar deel van uitmaakte Arm's routekaart om volledig over te stappen naar 64-bit.
Arm Immortalis-G715, Mali-G715 en Mali-G615: Ray tracing komt naar mobiel
Aan de GPU-kant was Arm niet tevreden met het upgraden van de bestaande Mali GPU's. Deze keer krijgen we een gloednieuw vlaggenschip GPU, de Immortalis-G715. Dit is de eerste Arm GPU die hardwareversnelde ray tracing ondersteunt, waardoor het daadwerkelijk mogelijk is om op mobiel te gebruiken. Het bedrijf introduceerde echter wel twee nieuwe Mali GPU's, de Mali-G715 en Mali-G615.
Als je niet weet wat ray tracing is, is dit een realistischere manier om verlichting en schaduwen in games te genereren. Dit komt omdat de GPU feitelijk de individuele lichtpaden in een bepaalde scène berekent, en zo de manier simuleert waarop licht zich in het echte leven voortplant. Je kunt het hieronder in actie zien.
\r\n https://www.youtube.com/watch? v=Oqq7wlu47-A\r\n
Hoewel energieverbruik en oppervlakte doorgaans grote zorgen zijn als het gaat om het mogelijk maken van ray tracing, gebruikt Arm volgens Arm de functie slechts 4% van het shader core-gebied in de Immortalis-A715, maar levert toch een prestatieverbetering van 300% vergeleken met op software gebaseerde ray tracing-oplossingen, zoals wat werd gevonden op de Mali-G710 GPU van de laatste jaar.
Andere verbeteringen zijn vergelijkbaar voor het hele assortiment nieuwe GPU’s. Arm prijst prestaties van 15% alleen al op architectuurniveau vergeleken met de vorige generatie. De nieuwe GPU's ondersteunen ook allemaal Variable Rate Shading, wat prestatieverbeteringen kan opleveren door de shader-kwaliteit in verschillende delen van de scène, zodat de weergavekracht is gericht op de belangrijkste delen ervan tafereel. Het stelt de GPU bijvoorbeeld in staat om afbeeldingen op een fijner, gedetailleerd niveau weer te geven in delen van de scène met meer actie, waarbij u zich concentreert op wat er verandert, maar minder gedetailleerde weergave gebruikt op een statische achtergrond elementen.
Arm prijst ook verbeteringen aan de Execution Engine en de fused multiply-add (FMA), resulterend in 2x verbeteringen in FMA-kracht, maar met een oppervlaktevergroting van slechts 27%. De ML-prestaties zijn ook verdubbeld dankzij de toevoeging van de Matrix Multiply-instructie. Ten slotte maken verbeteringen aan de Command Stream Frontend deze sneller dan de vorige generatie, met een drievoudige piekdriehoekuitvoer. Arm heeft ook LOD-lookups (level of detail) in de Texture Mapper geoptimaliseerd, wat resulteert in een tweemaal zo hoge doorvoer, en de toevoeging van de Arm Fixed Rate Compression-technologie die debuteerde in de Mali-G510 helpt besparen bandbreedte.
Hoewel de meeste functies door de drie GPU's worden ondersteund, zijn er uiteraard verschillen in vermogen. De Immortalis-G715 heeft 10 of meer kernen, terwijl de Mali-G715 7 tot 9 kernen heeft en de Mali-G615 6 kernen of minder heeft.
Arm Total Compute-oplossingen
Zoals we bovenaan vermeldden, komen al deze technologieën samen om de tweede generatie Arm Total Computer Solutions of TCS te creëren. Dit zijn uniforme oplossingen die alle computercomponenten omvatten die nodig zijn om een apparaat van stroom te voorzien, en ze zijn beschikbaar in verschillende niveaus om verschillende soorten apparaten te targeten.
Er zijn bijvoorbeeld premiumoplossingen, die mogelijk Cortex-X3-kernen bevatten, samen met Cortex-A715 en Cortex-A510, plus een Immortalis-G715 GPU, en deze zijn gericht op vlaggenschiptelefoons, laptops en bureaubladen. Dan zijn er de prestatieoplossingen, gericht op Cortex-A715- en Cortex-A510-kernen, gecombineerd met de Mali-G715 en Mali-G615, bedoeld voor smartphones uit het middensegment, Chromebooks en tv's. Ten slotte richten de efficiëntieoplossingen zich op Cortex-A510 GPU's en Mali-G310 GPU's met laag vermogen, en zijn ze bedoeld voor goedkope telefoons, smartwatches, AR-brillen, enzovoort.
Een premium-oplossing kan bijvoorbeeld tot 28% meer gamingprestaties leveren in vergelijking met de eerste generatie Arm TCS, naast een vermindering van het DRAM-verkeer met maximaal 23% en een toename van het energieverbruik tot 16%. Een oplossing die de nieuwe CPU-kernen en een Mali-G715 GPU gebruikt, kan ook grote prestatieverbeteringen op het gebied van machine learning opleveren, met name voor camera- en videofuncties.
De nieuwe Arm TCS22-oplossingen worden ook geleverd met beveiligingsverbeteringen op drie lagen: beveiliging tijdens het proces, veilige firmware-upgrade en vertrouwde uitvoeringsomgeving (TEE). Beveiliging tijdens het proces wordt nu geleverd met asymmetrische Memory Tagging Extension (MTE), dankzij de nieuwe Armv9 CPU's, plus verbeterde PAN om te beschermen tegen JITed-codeaanvallen. De TEE is ook versterkt met controlestroomintegriteit en geheugenintegriteitsbescherming.
Dit alles zal in 2023 naar Arm-gebaseerde apparaten komen, en het lijkt een groots jaar te worden, met het debuut van hardwaregebaseerde ray tracing op mobiel, naast de gebruikelijke reeks prestatie- en efficiëntieverbeteringen het bord.
Bron: Arm