Arm Immortalis é a próxima geração de GPUs carro-chefe da Arm e tem algumas diferenças importantes que a separam do Mali.
O espaço da GPU móvel já está esquentando há algum tempo. A Apple manteve a coroa de GPU mais rápida por muito tempo, mas foi superada pela Qualcomm nesta geração, e o domínio da Qualcomm em relação ao resto do mundo Android também foi incrível. Com as GPUs Immortalis da Arm, porém, as coisas estão acelerando e tornando o espaço cada vez mais competitivo.
Recentemente conversamos com Steve Raphael da Arm no MWC deste ano e continuamos com outra conversa com Andy Craigen para conversar nos através da Arm, sua trajetória atual e o trabalho que a empresa realizou em torno de sua nova linha de GPUs Immortalis, começando com o G715. Como diz Raphael, “estamos muito orgulhosos do que a equipe fez. Se você olhar algumas das comparações, ela está se destacando, como uma GPU carro-chefe."
Nossos testes definitivamente confirmam isso, e podem enfrente razoavelmente o Adreno 740 do
Snapdragon 8 geração 2. No entanto, o que realmente faz do Immortalis G715 um concorrente formidável?Dissecando o nome Immortalis
Em primeiro lugar, “Immortalis” é um novo nome para as GPUs de nível mais alto da Arm, e a razão de sua existência é por necessidade e para não confundir os consumidores. “Para não criar confusão no mercado, precisamos criar algumas categorias separadas”, diz Craigen. Immortalis tem características que o Mali não tem, embora abranja todas as características que o Mali possui.
Como resultado, você também pode obter uma GPU Mali G715, e não é apenas o Immortalis G715. Ambas as GPUs são mais ou menos iguais, exceto que o Mali G715 não possui uma unidade de rastreamento de raios, ou RTU, e também possui menos opções de núcleo; mesmo que esses núcleos sejam todos iguais em nível técnico. Não há como dizer se haverá mais desvios no futuro entre os dois, mas é preparando o terreno para que haja significativamente mais diferenças no futuro se Arm considerar que relevante.
Quanto ao significado do nome “Immortalis”, em latim significa “Imortal”, o que significa que algo está imune à morte. Ele sugere potência e força, algo em que a Arm parece estar se inclinando muito mais à medida que produz GPUs de primeira linha.
Mergulhando profundamente no Immortalis G715
Craigen passou um tempo comigo explicando quais mudanças ocorreram no G715 que o levaram a ter tanto desempenho, e algumas dessas mudanças são incrivelmente interessantes. A maior mudança foi a melhoria geral da eficiência de desempenho de todo o chipset, com a redução do módulo Fused-Multiply Add. Este módulo é usado para cálculos de ponto flutuante, que são extremamente importantes em GPUs.
Como resultado disso, Arm conseguiu dobrar o número de FMAs por mecanismo de execução, um em cada núcleo de shader, ao mesmo tempo em que adicionou um MMUL, o que significou ganhos significativos na forma de uma melhoria de duas vezes no desempenho em apenas 1,3 vezes a área de silício. No entanto, como observa Craigen, “se duplicarmos a quantidade de FMA na unidade de execução, é preciso garantir que não haja gargalos em outras partes da máquina. Caso contrário, é inútil."
Por causa disso, Arm também melhorou vários outros módulos na GPU. Elas são chamadas de “melhorias de PPA” ou melhorias de potência, desempenho e área. O Command Stream Frontend (CSF) é mais rápido, há uma melhoria de três vezes no rendimento do triângulo por meio do Tiler, duas vezes no rendimento do liquidificador FP16 e algumas outras melhorias também. Todas essas melhorias resultam em uma GPU muito mais rápida.
Se há uma melhoria de 100% na computação, então por que não há uma melhoria de 100% na GPU, de acordo com os números do próprio Arm que eles compartilharam? A empresa apresenta uma melhoria modesta de 15%, mas mesmo em nossos próprios testes, muitos dos resultados que coletamos são muito mais do que apenas uma melhoria de 15% no FPS. Craigen me disse que o motivo é que a empresa testa vários casos de uso diferentes, e a computação é apenas um deles. Outras melhorias não são tão extremas e é uma totalidade da GPU que eles testam quando compartilham suas métricas de melhoria. Faz sentido e seria enganoso anunciar uma melhoria de 100% na computação sem esclarecer o que isso realmente significa para a GPU.
A limitação de estar num smartphone é principalmente o tamanho. “Dispositivos móveis são muito diferentes de consoles ou PCs onde você tem, certamente em PCs, um orçamento térmico quase ilimitado dependendo de seus ventiladores [e outros critérios]”, Craigen me disse. É um equilíbrio perfeito entre a saída térmica de um chip e a potência que ele é capaz, e muitos OEMs também dão seu próprio toque a isso.
O Immortalis G715 é a GPU de nível mais emblemático da Arm até agora
Durante anos, as GPUs do Mali ficaram atrás do resto da concorrência no espaço de jogos móveis. Eles são adequados para tarefas básicas e para jogos móveis amadores, mas qualquer pessoa que leva a sério a obtenção do melhor desempenho normalmente gostaria de se afastar de uma GPU Mali. Com o Immortalis G715, Arm optou por uma nova marca que Craigen diz ser “onde dizemos que esses são os melhores recursos e funções de desempenho para o mercado de smartphones premium”.
O que fica um pouco confuso é que ainda existe uma GPU Mali G715, mas a única diferença é que ela não tem suporte para rastreamento de raios. Todo o resto permanece o mesmo entre as GPUs Immortalis e Mali G715, embora isso não signifique que essa será a única diferença nos modelos futuros. À medida que mais recursos emblemáticos chegam às GPUs da Arm, a necessidade de discernir ainda mais entre Immortalis e Mali pode se tornar aparente.
Quanto à forma como essas tecnologias são implementadas, a Arm incentiva o uso do Vulkan sempre que possível para uma interoperabilidade completa. Craigen diz que “APIs proprietárias causam fragmentação, da qual ninguém gosta particularmente”, enquanto usar a API Vulkan para implementar rastreamento de raio, por por exemplo, significa que os aplicativos que fazem uso dele podem simplesmente chamar a API Vulkan, e não importa qual hardware esteja instalado, desde que tenha rastreamento de raio apoiar. Ele me disse que “estamos muito focados, e já faz muito tempo, no Vulkan”.
O que vem a seguir do Arm?
Ao falar com Raphael e Craigen, fica claro que um muito entra no design de GPU. Como diz Craigen, “há um período bastante longo entre a forma como desenvolvemos um IP e, em seguida, colocá-lo em um SoC e, em seguida, colocá-lo em um telefone. É um período de tempo bastante significativo, aproximadamente da ordem de cinco anos." Perguntei a Raphael o que esperar do futuro e ele adotou uma abordagem tímida. Ele me disse para esperar grandes coisas e que desta geração haverá uma “ampla gama de implementações, você verá todo tipo de coisa”.
Com saltos tão grandes de uma geração para a outra, ficarei curioso para ver se a próxima geração de GPU Arm terá melhorias semelhantes. A Arm quase enfrentou a Qualcomm nesta geração e, para o uso diário típico, ambas as GPUs têm essencialmente a mesma potência. Os testes ainda revelam que o ray tracing da Arm parece ter um desempenho melhor que o da Qualcomm.
O futuro parece brilhante para as GPUs Immortalis, e estamos entusiasmados em ver outro player realmente entrar no espaço e enfrentar a Qualcomm.