ARM a anunțat GPU-ul Mali-G77. Aduce noua arhitectură Valhall, care urmează arhitecturii Bifrost, care a fost introdusă în 2016.
ARM a anunțat GPU-ul Mali-G77 alături de procesorul Cortex-A77 la TechDay anuală. În timp ce Cortex-A77 este un avans generațional semnificativ față de predecesorul său, Cortex-A76, GPU-ul Mali-G77 este cu totul diferit. Este primul GPU din gama ARM Mali care aduce o nouă arhitectură GPU de la Mali-G71, care a adus arhitectura Bifrost în 2016. Mali-G77 aduce noua arhitectură „Valhall”.
Deși IP-ul CPU al lui ARM a fost istoric destul de competitiv în peisajul mai larg al smartphone-urilor, gama de GPU-uri din Mali a companiei s-a luptat să concureze cu cele mai bune soluții din clasă ani. Din nou și din nou, seria de GPU-uri Mali s-a dovedit a fi inferioară GPU-urilor lor Adreno și Imagination Technologies PowerVR în ceea ce privește performanța și eficiența energetică. Arhitectura Bifrost a succedat arhitecturii Midgard, trecând de la un tip vectorial la unul scalar. Din păcate, nu a dus la depășirea decalajului de performanță și eficiență energetică care aparent era din ce în ce mai mare. Mali-G71 și Mali-G72 au suferit de un consum excesiv de energie și de accelerare, ceea ce le-a făcut inferioare GPU-urilor Adreno de la Qualcomm și GPU-ului personalizat Apple (începând cu Apple A11).
Performanța slabă a GPU-ului a devenit o problemă atât de importantă, încât vânzătorii au privit în jos perspectiva unor câștiguri minore ale GPU-ului obținute după o generație. The Exynos 9810GPU-ul Mali-G72MP18 a fost o îmbunătățire ușoară față de predecesorul său, de exemplu. Grupul HiSilicon de la Huawei s-a luptat cu GPU-urile din Mali într-o măsură mult mai mare. HiSilicon Kirin 960 si Kirin 970 au fost dezamăgiți de GPU-urile care consumau cantități anormal de mari de energie, oferind în același timp relativ mai puțină performanță, în măsura în care Huawei a fost forțată să introducă un mecanism de accelerare neconvențional, care a dus la înșelătorie de referință fiind descoperită pentru mai multe telefoane Huawei anul trecut.
Mali-G76 de anul trecut a oferit, din fericire, îmbunătățiri substanțiale atât în ceea ce privește performanța, cât și eficiența energetică. Folosind o versiune cu 10 nuclee a lui Mali-G76, HiSilicon a reușit să promite îmbunătățiri de performanță cu 46% și, deși compania a atins cifrele de performanță, încă nu a reușit să ia performanța GPU (atât performanța de vârf, cât și cea susținută) precum și coroana eficienței energetice. Samsung Systems LSI a implementat o versiune cu 12 nuclee a GPU-ului în Exynos 9820 și a ajuns să reducă decalajul la GPU Adreno 640 de la Qualcomm Snapdragon 855. GPU-urile Adreno de la Qualcomm au rămas lideri de clasă pe piața Android, dar Apple a mers mai bine anul trecut cu GPU-ul personalizat al Apple A12. Apple a reușit să depășească Qualcomm atât în ceea ce privește performanța maximă, cât și susținută, iar compania a prezentat și eficiența energetică competitivă. În prezent, GPU-ul lui A12 rămâne lider, în timp ce GPU-ul Adreno 640 al lui Snapdragon 855 se află pe locul doi la majoritatea benchmark-urilor.
În fața acestui mediu competitiv, ARM trebuia să facă un pas pentru a face față provocării.
Rezultatul a fost Mali-G77 și noua arhitectură Valhall. ARM spune că oferă o creștere cu 30% a densității performanței, îmbunătățiri cu 30% ale eficienței energetice și îmbunătățiri cu 60% pentru învățarea automată (ML). ARM se așteaptă ca pe baza Mali-G77 să ofere performanțe grafice de vârf cu 40% mai bune pe dispozitivele mobile.
Compania se așteaptă ca Mali-G77 să aducă mai multe jocuri high-end pe telefoanele mobile și observă că 2018 a fost anul în care veniturile din jocurile mobile au depășit pentru prima dată veniturile din jocurile pe consolă și pe PC timp.
În ceea ce privește ML, ARM spune că Mali-G77 oferă dispozitivelor capabilitățile de a efectua sarcini ML „din ce în ce mai complexe” mai rapid pe dispozitiv, cu o îmbunătățire a densității performanței cu 60%. Acest lucru este mai bine decât trimiterea lor în cloud pentru procesare, ceea ce duce la mai multe probleme de securitate și la scăderea performanței, precum și la o latență mai mare.
Noua arhitectură Valhall este baza Mali-G77 și a viitoarelor GPU-uri Mali. ARM spune că următoarele caracteristici ale Valhall îl fac o „arhitectură nouă”:
- „Un nou motor superscalar, care oferă un alt salt în ceea ce privește eficiența energetică și densitatea performanței
- Un ISA scalar simplificat cu un nou set de instrucțiuni care este mai ușor de compilat
- Nouă programare dinamică a instrucțiunilor
- Structuri de date reproiectate mai bine aliniate la API-urile moderne, cum ar fi Vulkan.
- Deși există multe progrese diferite și funcții noi, cele două cheie sunt motorul de execuție și maparea texturii în Mali-G77.”
Motoarele cu execuție largă ale lui Mali-G77 îmbunătățesc densitatea performanței prin partajarea controlului asupra unui număr mare de benzi, potrivit ARM. Mali-G76 are 8-wide warps și un total de 24 de benzi FMA per nucleu de shader, în timp ce Mali-G77 are 16 wide-warps, 32 de benzi (două grupuri de 16 FMA per motor de execuție) și un motor per shader-core. Acest lucru are ca rezultat 33% mai mult de calcul în aceeași zonă în comparație cu G76, potrivit companiei.
ARM afirmă, de asemenea, că performanța îmbunătățită de joc a lui Mali-G77 este legată de cartografierea texturii quad, care oferă patru texeli/ciclu, adică de 2 ori mai mare decât Mali-G76 și de 4 ori mai mare decât G72. Se spune că oferă îmbunătățiri la nivelul jocurilor de înaltă fidelitate și casual, dar va avea un impact deosebit de mare asupra jocurilor grele cu textura. Capacitatea de calcul a modelului G77 a fost crescută, astfel încât capacitatea texturii a trebuit să fie crescută pentru a menține mașina echilibrată, potrivit ARM. Scopul final? Oferă mai multă performanță pe milimetru pătrat decât înainte.
Mali-G77 a fost optimizat pentru a se potrivi cu noile motoare de execuție cu lățimea de 16 și mapper-ul quad text. Această optimizare include o reproiectare a LSC și a conductei de atribut, cu accent pe densitatea performanței și eficiența energetică.
ARM spune că are un „accent semnificativ” pe îmbunătățirea eficienței energetice și promovează că Mali-G77 poate face aceeași muncă în 50% din energia lui Mali-G72 de acum doi ani. Potrivit companiei, arhitectura Valhall și Mali-G77 sporesc eficiența energetică în toate sarcinile de lucru, ceea ce duce la o îmbunătățire de 1,3 ori într-o „gamă largă de conținut”, ceea ce înseamnă că utilizatorii vor avea o durată de viață mai lungă a bateriei la premium dispozitive.
ARM afirmă că programarea dinamică a instrucțiunilor este acum gestionată în hardware pentru a permite o performanță mai bună. Se spune că planificatorul dinamic decide ce instrucțiuni să execute din ce deformări, iar munca este apoi transmisă ALU-urilor paralele independente în stil superscalar.
În cele din urmă, ARM observă că arhitectura Valhall continuă evoluția compresiei ARM Frame Buffer prin AFBC 1.3. Aduce câteva funcții noi care pot fi citite în postarea de blog a ARM.
ARM are unele promisiuni mari pentru Mali-G77, proclamând că va aduce îmbunătățiri semnificative de performanță în AR și ML complexe și oferă „performanță grafică fără compromisuri și eficiență sporită”. Dacă revendicările vor avea loc, este posibil să vedem în sfârșit un GPU ARM Mali cap la cap cu, sau chiar îmbunătățirea GPU-ului Adreno al unei anumite generații, iar piața GPU-urilor mobile devine puțin mai mult competitiv.
Sursă: BRAŢ
Prin intermediul: AnandTech