Arm's Immortalis je ďalšou generáciou jeho GPU, ale čo to je?

Priestor mobilného GPU sa už nejaký čas zahrieva. Apple si dlho držal korunu najrýchlejšieho GPU, ale v tejto generácii ho porazil Qualcomm a dominancia Qualcommu v porovnaní so zvyškom sveta Androidu bola tiež neuveriteľná. S GPU Arm's Immortalis však veci naberajú tempo a priestor je stále konkurencieschopnejší.

Nedávno sme si sadli so Stevom Raphaelom z Arm na tohtoročnom MWC a pokračovali sme ďalším rozhovorom s Andym Craigenom. cez Arm, jeho súčasnú trajektóriu a prácu, ktorú spoločnosť dokončila na svojom novom rade GPU Immortalis, počnúc G715. Ako hovorí Raphael, „sme tak hrdí na to, čo tím dokázal. Ak sa pozriete na niektoré porovnania, je to ako vlajková loď GPU.

Naše testovanie to rozhodne potvrdzuje a môže ísť primerane od špičky k päte oproti Adreno 740 z Snapdragon 8 Gen 2. Čo však v skutočnosti znamená urobiť z Immortalis G715 impozantného konkurenta?

Rozoberanie mena Immortalis

V prvom rade, „Immortalis“ je nový názov pre GPU najvyššej triedy Arm a dôvodom jeho existencie je nutnosť a nemätie spotrebiteľov. „Aby sme na trhu nevyvolali zmätok, musíme vytvoriť niekoľko samostatných kategórií,“ hovorí Craigen. Immortalis má funkcie, ktoré Mali nemá, hoci zahŕňa všetky funkcie, ktoré Mali má.

Výsledkom je, že v skutočnosti môžete získať aj GPU Mali G715 a nie je to tak len Immortalis G715. Obe GPU sú viac-menej rovnaké, ibaže Mali G715 nemá Ray-Tracing Unit alebo RTU a má tiež menej možností jadra; aj keď samotné jadrá sú na technickej úrovni rovnaké. Nedá sa povedať, či medzi nimi v budúcnosti dôjde k ďalším odchýlkam, ale je to tak pripraviť pôdu pre to, že v budúcnosti bude podstatne viac rozdielov, ak to Arm uzná relevantné.

Pokiaľ ide o to, čo názov „Immortalis“ znamená, je to latinčina pre „nesmrteľný“, čo znamená, že niečo je imúnne voči smrti. Naznačuje silu a silu, čo je niečo, o čo sa Arm, zdá sa, opiera oveľa viac, keďže vyrába GPU vlajkovej triedy.

Hlboký ponor do Immortalis G715

Craigen so mnou strávil čas prechádzaním zmien v G715, ktoré viedli k tomu, že je taký výkonný, a niektoré z týchto zmien sú neuveriteľne zaujímavé. Najväčšou zmenou bolo celkové zlepšenie efektivity výkonu celého čipsetu so zmenšením modulu Fused-Multiply Add. Tento modul sa používa na výpočty s pohyblivou rádovou čiarkou, ktoré sú v GPU neuveriteľne dôležité.

V dôsledku toho bol Arm schopný zdvojnásobiť počet FMA na jeden spúšťací engine, jeden v každom shader jadre, a zároveň pridať MMUL, čo znamenalo výrazné zisky v podobe dvojnásobného zlepšenia výkonu pri iba 1,3-násobku plochy kremíka. Ako však poznamenáva Craigen, „ak zdvojnásobíme množstvo FMA vo vykonávacej jednotke, musíte sa uistiť, že nikde inde v stroji nie sú žiadne prekážky. Inak je to zbytočné."

Z tohto dôvodu Arm vylepšil aj niekoľko ďalších modulov naprieč GPU. Tieto sa nazývajú „vylepšenia PPA“ alebo vylepšenia výkonu, výkonu a oblasti. Rozhranie Command Stream Frontend (CSF) je rýchlejšie, je tu trojnásobné zlepšenie priepustnosti trojuholníka cez Tiler, dvojnásobná priepustnosť mixéra FP16 a niekoľko ďalších vylepšení. Všetky tieto vylepšenia vedú k oveľa rýchlejšiemu GPU.

Ak došlo k 100% zlepšeniu vo výpočtoch, prečo potom nedošlo k 100% zlepšeniu v GPU, podľa vlastných údajov spoločnosti Arm, ktoré zdieľali? Spoločnosť sa môže pochváliť miernym 15% zlepšením, ale aj pri našom vlastnom testovaní je veľa výsledkov, ktoré sme zhromaždili, oveľa viac ako len 15% zlepšenie FPS. Craigen mi hovorí, že dôvodom je to, že spoločnosť testuje množstvo rôznych prípadov použitia a výpočet je len jedným z nich. Ostatné vylepšenia nie sú také extrémne a je to súhrn GPU, ktorý testujú, keď zdieľajú svoje metriky zlepšenia. Dáva zmysel a bolo by zavádzajúce propagovať 100% zlepšenie výpočtov bez objasnenia, čo to vlastne znamená pre GPU.

Obmedzením bytia v smartfóne je predovšetkým veľkosť. „Mobilné zariadenia sa veľmi líšia od konzol alebo počítačov, kde máte, určite na počítačoch, takmer neobmedzený tepelný rozpočet v závislosti od vašich fanúšikov [a iných kritérií],“ hovorí Craigen. Je to dokonalá rovnováha medzi tepelným výstupom čipu a výkonom, ktorého je schopný, a veľa výrobcov OEM tomu tiež dáva svoje vlastné.

Immortalis G715 je zatiaľ najvlajkovejšia GPU od spoločnosti Arm

GPU Mali už roky zaostávajú za zvyškom konkurencie v oblasti mobilných hier. Sú dostatočné pre základné úlohy a pre amatérske mobilné hry, ale každý, kto to myslí vážne so získaním najlepšieho výkonu, by sa zvyčajne rád odklonil od GPU Mali. S modelom Immortalis G715 sa Arm rozhodol pre novú značku, o ktorej hovorí Craigen, „kde hovoríme, že ide o najlepšie výkonné funkcie a funkcie na trhu prémiových smartfónov“.

Čo je trochu mätúce, je to, že stále existuje aj GPU Mali G715, ale jeho jediný rozdiel je v tom, že nemá podporu sledovania lúčov. Všetko ostatné zostáva rovnaké medzi GPU Immortalis a Mali G715, aj keď to neznamená, že to bude jediný rozdiel v budúcich modeloch. Keď sa do GPU Arm dostane viac funkcií vlajkových lodí, môže byť zrejmá potreba ďalej rozlišovať medzi Immortalis a Mali.

Pokiaľ ide o to, ako sú tieto technológie implementované, Arm tlačí na používanie Vulkan všade, kde je to možné, pre úplnú interoperabilitu. Craigen hovorí, že „proprietárne API spôsobujú fragmentáciu, ktorá sa nikomu zvlášť nepáči“, zatiaľ čo používanie Vulkan API na implementáciu sledovania lúčov, napr. napríklad znamená, že aplikácie, ktoré ho využívajú, môžu volať rozhranie Vulkan API a nezáleží na tom, aký hardvér je na mieste, pokiaľ má sledovanie lúčov podpora. Povedal mi, že „sme veľmi sústredení a už dlho sme sa venovali Vulkanovi“.

Čo príde od Arma ďalej?

Pri rozhovore s Raphaelom aj Craigenom je jasné, že a veľa ide do navrhovania GPU. Ako hovorí Craigen, „medzi tým, ako vyvinieme IP a potom ju dostaneme do SoC, a potom ju dostaneme do telefónu, je pomerne dlhá doba. To je dosť významné časové obdobie, zhruba v ráde piatich rokov." Spýtal som sa Raphaela, čo mám očakávať od budúcnosti, a on zaujal plachý prístup. Povedal mi, aby som očakával veľké veci a že od tejto generácie bude „široká škála implementácií, uvidíte všelijaké veci“.

S takými masívnymi skokmi z jednej generácie na druhú som zvedavý, či budúca generácia Arm GPU bude mať podobné vylepšenia. V tejto generácii sa rameno takmer zrazilo s Qualcommom a pre typické každodenné používanie majú obe GPU v podstate rovnakú silu. Testovanie dokonca odhaľuje, že sledovanie lúčov Arma funguje lepšie ako sledovanie od Qualcommu.

Zdá sa, že budúcnosť pre GPU Immortalis je jasná a sme nadšení, že do vesmíru skutočne vstúpi ďalší hráč a postaví sa Qualcommu.