Arm introducerar andra generationens Armv9-processorer, plus en ray-tracing GPU

Efter att ha debuterat den helt nya Armv9-arkitekturen förra året, har Arm precis annonserat den andra generationen av Armv9-processorer, med den nya Cortex-X3 flaggskeppsprocessorn i spetsen, tillsammans med Cortex-A715 och en reviderad Cortex-A510. Dessutom introducerade företaget sin första flaggskepps-GPU någonsin, Immortalis-G715, komplett med stöd för strålspårning på hårdvarunivå. Dessa nya komponenter driver också Arms nya Total Compute Solutions.

Alla dessa kommer att finnas i produkter som lanseras 2023, så det kommer att ta ett tag innan du ser dessa fördelar i en konsumentprodukt.

Arm Cortex-X3 och Cortex-A715

För det första kommer de nya CPU: erna baserade på den andra generationen av Armv9 med några stora prestandaförbättringar, vilket alltid brukar vara fallet med Arm. Börjar med Cortex-X3, som är en del av Cortex-X-serien av anpassade processorer, där partners kan chipa in för att anpassa den slutliga designen av chippet. Cortex-X3 lovar en 25% ökning i prestanda jämfört med Cortex-X2 i de senaste Android-smarttelefonerna. Det nya chippet är också mer effektivt och uppnår samma prestandanivå samtidigt som det använder mindre kraft, även om Arm inte dykt in i detaljerna i det.

Den ger också upp till 34 % högre enkeltrådsprestanda än de senaste bärbara Windows-datorerna. Som noterat av Android Authority, är det jämfört med Intel Core i7-1260P, som är en kraftkrävande 28W-processor.

Dessutom har DynamIQ Shared Unit (DSU-110)-plattformen också uppgraderats, och den kan nu skalas upp till 12 kärnor och 16 MB L3-cache. Detta möjliggör mer skalbarhet, så Arm-processorer kan anpassas för allt från telefoner till mer avancerade bärbara datorer.

Arm Cortex-A715 kommer med sin beskärda del av uppgraderingar, men den är mest fokuserad på effektivitet. Arm ger upp till 20 % mer energieffektivitet jämfört med den tidigare Cortex-A710-processorn, vilket borde resultera i bättre batteritid för enheter som använder den. På prestandasidan utlovar Arm en ökning på 5 % jämfört med den senaste generationen, och den kan faktiskt matcha prestandan hos Cortex-X1-processorn som lanserades 2020.

Slutligen kommer den reviderade Cortex-A510 inte med några prestandaförändringar, men den lyckas spara 5 % mer ström än föregående iteration, vilket ger ännu bättre effektivitet för att förlänga batteriet liv. Dessutom har denna CPU-kärna inte längre något 32-bitars stöd, vilket var en del av Arm's roadmap för att övergå helt till 64-bitars.

Arm Immortalis-G715, Mali-G715 och Mali-G615: Strålspårning kommer till mobilen

På GPU-sidan var Arm inte nöjd med att uppgradera de befintliga Mali GPU: erna. Den här gången får vi en helt ny flaggskepps-GPU, Immortalis-G715. Detta är den första Arm GPU som stöder hårdvaruaccelererad strålspårning, vilket gör det faktiskt möjligt att använda på mobilen. Däremot introducerade företaget två nya Mali GPU: er, Mali-G715 och Mali-G615.

Om du inte vet vad ray tracing är, är det ett mer realistiskt sätt att generera ljus och skuggor i spel. Detta beror på att GPU: n faktiskt beräknar de individuella ljusvägarna i en given scen, och simulerar hur ljuset fortplantar sig i verkligheten. Du kan se den i aktion nedan.

\r\n https://www.youtube.com/watch? v=Oqq7wlu47-A\r\n

Medan energiförbrukning och yta vanligtvis är ett stort problem när det gäller att möjliggöra strålspårning, säger Arm att funktionen bara använder 4 % av skuggans kärnområde i Immortalis-A715, men den levererar en prestandaökning på 300 % jämfört med mjukvarubaserade strålspårningslösningar, som det som finns på Mali-G710 GPU från förra år.

Andra förbättringar är liknande i hela sortimentet av nya GPU: er. Armbyten med 15 % prestanda på enbart arkitekturnivå jämfört med föregående generation. Alla de nya grafikprocessorerna stöder även Variable Rate Shading, vilket kan ge prestandaförbättringar genom att justera shader kvalitet i olika delar av scenen, så renderingskraften fokuseras på de viktigaste delarna av nämnda scen. Till exempel tillåter det GPU: n att återge grafik på en finare granulär nivå i delar av scenen med mer action, där du är fokuserad på vad som förändras, men använder mindre detaljerad rendering på statisk bakgrund element.

Arm presenterar också förbättringar av Execution Engine och fused multiply-add (FMA), vilket resulterar i 2x förbättringar i FMA-effekt, men med endast en areaökning på 27 %. ML-prestandan har också fördubblats tack vare tillägget av Matrix Multiply-instruktionen. Slutligen, förbättringar av Command Stream Frontend gör den snabbare än föregående generation, med tredubbla topptriangelutgången. Arm har också optimerad detaljnivå (LOD)-sökningar i Texture Mapper vilket resulterar i dubbelt så mycket genomströmning, och inkluderingen av Arm Fixed Rate Compression-tekniken som debuterade i Mali-G510 hjälper till att spara bandbredd.

Medan de flesta funktionerna stöds över de tre GPU: erna, finns det naturligtvis skillnader i kraft. Immortalis-G715 har 10 eller fler kärnor, medan Mali-G715 har 7 till 9 kärnor och Mali-G615 har 6 kärnor eller färre.

Arm Total Compute Solutions

Som vi nämnde överst, samlas alla dessa teknologier för att skapa den andra generationen av Arm Total Computer Solutions, eller TCS. Dessa är enhetliga lösningar som inkluderar alla datorkomponenter som krävs för att driva en enhet, och de är tillgängliga i olika nivåer för att rikta in sig på olika typer av enheter.

Det finns till exempel premiumlösningar som kan ha Cortex-X3-kärnor tillsammans med Cortex-A715 och Cortex-A510, plus en Immortalis-G715 GPU, och de är inriktade på flaggskeppstelefoner, bärbara datorer och stationära datorer. Sedan finns det prestandalösningar, fokuserade på Cortex-A715- och Cortex-A510-kärnor, kombinerat med Mali-G715 och Mali-G615, avsedda för smartphones i mellanklassen, Chromebooks och tv-apparater. Slutligen fokuserar effektivitetslösningarna på Cortex-A510 GPU: er och lågeffekts Mali-G310 GPU: er, och de är avsedda för billiga telefoner, smartklockor, AR-glasögon, och så vidare.

Som ett exempel kan en premiumlösning leverera upp till 28 % mer spelprestanda jämfört med första generationens Arm TCS, förutom att minska DRAM-trafiken med upp till 23 % och strömförbrukningen med upp till till 16 %. En lösning som använder de nya CPU-kärnorna och en Mali-G715 GPU kan också leverera stora prestandaförbättringar för maskininlärning, särskilt för kamera- och videofunktioner.

De nya Arm TCS22-lösningarna kommer också med säkerhetsförbättringar över tre lager: Säkerhet i processen, säker uppgradering av firmware och betrodd exekveringsmiljö (TEE). Processsäkerhet kommer nu med asymmetrisk Memory Tagging Extension (MTE), tack vare de nya Armv9-processorerna, plus förbättrat PAN för att skydda mot JITed-kodattacker. TEE har också förstärkts med kontrollflödesintegritet och minnesintegritetsskydd.

Allt detta kommer att komma till Arm-baserade enheter 2023, och det ser ut att bli ett stort år, med debuten av hårdvarubaserad strålspårning på mobilen utöver den vanliga mängden prestanda- och effektivitetsförbättringar överallt styrelsen.

---

Källa: Ärm