ARM anunciou a GPU Mali-G77. Traz a nova arquitetura Valhall que sucede à arquitetura Bifrost, lançada em 2016.
A ARM anunciou a GPU Mali-G77 junto com a CPU Cortex-A77 em seu TechDay anual. Embora o Cortex-A77 seja um avanço geracional significativo em relação ao seu antecessor, o Cortex-A76, a GPU Mali-G77 é algo totalmente diferente. É a primeira GPU da linha Mali da ARM a trazer uma nova arquitetura de GPU desde o Mali-G71, que trouxe a arquitetura Bifrost em 2016. O Mali-G77 traz a nova arquitetura “Valhall”.
Embora o IP da CPU do ARM tenha sido historicamente bastante competitivo no cenário mais amplo de smartphones, a linha de GPUs da empresa no Mali tem lutado para competir com as melhores soluções da categoria ao longo do anos. Repetidamente, a série de GPUs Mali provou ser inferior às GPUs PowerVR da Adreno e Imagination Technologies em termos de desempenho e eficiência de energia. A arquitetura Bifrost sucedeu a arquitetura Midgard, passando de um tipo vetorial para um tipo escalar. Infelizmente, isso não resultou na superação da lacuna de desempenho e eficiência energética que aparentemente estava aumentando. O Mali-G71 e o Mali-G72 sofreram com consumo de energia e afogamento excessivamente elevados, o que os tornou inferiores às GPUs Adreno da Qualcomm e à GPU personalizada da Apple (começando com o Apple A11).
O baixo desempenho da GPU tornou-se um problema tão significativo que os fornecedores estavam desprezando a perspectiva de pequenos ganhos de GPU alcançados após uma geração. O Exinos 9810A GPU Mali-G72MP18 da Microsoft foi uma ligeira melhoria em relação ao seu antecessor, por exemplo. O Grupo HiSilicon da Huawei lutou muito mais com as GPUs do Mali. O HiSilicon Kirin 960 e a Kirin 970 foram decepcionados por GPUs que consumiam quantidades anormalmente altas de energia e forneciam relativamente menos desempenho, na medida em que a Huawei foi forçada a introduzir um mecanismo de aceleração não convencional, o que levou a trapaça de benchmark sendo descoberta para vários telefones Huawei no ano passado.
Felizmente, o Mali-G76 do ano passado proporcionou melhorias substanciais nas frentes de desempenho e eficiência energética. Usando uma versão de 10 núcleos do Mali-G76, a HiSilicon foi capaz de prometer melhorias de desempenho de 46%, e mesmo que a empresa tenha alcançado os números de desempenho, ainda não foi capaz de aproveitar o desempenho da GPU (desempenho máximo e sustentado) bem como coroa de eficiência energética. Samsung Systems LSI implementou uma versão de 12 núcleos da GPU no Exynos 9820, e acabou diminuindo a distância para o GPU Adreno 640 da Qualcomm Snapdragon 855. As GPUs Adreno da Qualcomm permaneceram líderes de classe no mercado Android, mas a Apple foi melhor no ano passado com a GPU personalizada do Apple A12. A Apple conseguiu vencer a Qualcomm em termos de desempenho máximo e sustentado, e a empresa também apresentou eficiência energética competitiva. Atualmente, a GPU do A12 continua sendo a líder, enquanto a GPU Adreno 640 do Snapdragon 855 está em segundo lugar na maioria dos benchmarks.
Diante deste ambiente competitivo, a ARM precisava dar um passo à frente para enfrentar o desafio.
O resultado disso foi o Mali-G77 e a nova arquitetura Valhall. A ARM afirma que oferece um aumento de 30% na densidade de desempenho, 30% de melhorias na eficiência energética e 60% de melhoria no aprendizado de máquina (ML). A ARM espera que o Mali-G77 ofereça desempenho gráfico de pico 40% melhor em dispositivos móveis.
A empresa espera que o Mali-G77 traga mais jogos de última geração para telefones celulares e observa que 2018 foi o ano em que as receitas de jogos para dispositivos móveis ultrapassaram as receitas de jogos para console e PC pela primeira vez tempo.
Com relação ao ML, a ARM afirma que o Mali-G77 fornece aos dispositivos os recursos para executar tarefas de ML “cada vez mais complexas” mais rapidamente no dispositivo, com melhoria de densidade de desempenho de 60%. Isto é melhor do que enviá-los para a nuvem para processamento, o que leva a mais preocupações de segurança e diminuição do desempenho, bem como maior latência.
A nova arquitetura Valhall é a base do Mali-G77 e das futuras GPUs do Mali. ARM diz que os seguintes recursos do Valhall o tornam uma “arquitetura inovadora”:
- “Um novo motor superescalar, que proporciona outro salto em eficiência energética e densidade de desempenho
- Um ISA escalar simplificado com um novo conjunto de instruções que é mais amigável ao compilador
- Novo agendamento dinâmico de instruções
- Estruturas de dados reformuladas e melhor alinhadas com APIs modernas, como Vulkan.
- Embora existam muitos avanços e novos recursos diferentes, os dois principais são o mecanismo de execução e o mapeador de texturas no Mali-G77."
Os motores de ampla execução do Mali-G77 melhoram a densidade de desempenho através do compartilhamento do controle sobre um grande número de pistas, de acordo com a ARM. O Mali-G76 tem 8 warps largos e um total de 24 pistas FMA por núcleo de shader, enquanto o Mali-G77 tem 16 warps largos, 32 pistas (dois clusters de 16 FMA por mecanismo de execução) e um motor por núcleo de shader. Isso resulta em 33% mais computação na mesma área quando comparado ao G76, segundo a empresa.
A ARM também afirma que o desempenho aprimorado em jogos do Mali-G77 está ligado ao mapeador de textura quádrupla, que fornece quatro texels/ciclo, que é 2x melhor que o Mali-G76 e 4x maior que o G72. Diz-se que ele fornece melhorias em todos os jogos casuais e de alta fidelidade, mas terá um impacto especialmente grande em jogos com textura pesada. A capacidade computacional do G77 foi aumentada, então a capacidade de textura também precisou ser aumentada para manter a máquina equilibrada, de acordo com a ARM. O objetivo final? Ofereça mais desempenho por milímetro quadrado do que antes.
O Mali-G77 foi otimizado para combinar com os novos mecanismos de execução de 16 larguras e o mapeador de textura quádruplo. Essa otimização inclui um redesenho do LSC e do tubo de atributos com foco na densidade de desempenho e na eficiência energética.
A ARM afirma ter um “foco significativo” na melhoria da eficiência energética, e promove que o Mali-G77 pode fazer o mesmo trabalho em 50% da energia do Mali-G72 de há dois anos. Segundo a empresa, a arquitetura Valhall e o Mali-G77 aumentam a eficiência energética em todas as cargas de trabalho, levando a uma melhoria de 1,3x em “uma ampla variedade de conteúdo”, o que significa que os usuários terão maior duração da bateria em versões premium dispositivos.
ARM afirma que o agendamento dinâmico de instruções agora é tratado em hardware para permitir melhor desempenho. Diz-se que o escalonador dinâmico decide quais instruções executar a partir de quais warps, e o trabalho é então emitido para ALUs paralelas independentes em estilo superescalar.
Por último, ARM observa que a arquitetura Valhall continua a evolução do ARM Frame Buffer Compression através do AFBC 1.3. Ele traz alguns novos recursos que podem ser lidos na postagem do blog da ARM.
A ARM tem grandes promessas para o Mali-G77, proclamando que trará melhorias significativas de desempenho em AR e ML complexos, e fornecem "desempenho gráfico intransigente e maior eficiência". Se as afirmações se concretizarem, poderemos finalmente ver uma GPU ARM Mali funcionando frente a frente, ou até mesmo melhorando a GPU Adreno de uma determinada geração, e o mercado de GPU móvel se tornou um pouco mais competitivo.
Fonte: BRAÇO
Através da: AnandTech