ARM ได้ประกาศ GPU Mali-G77 โดยนำสถาปัตยกรรม Valhall ใหม่ล่าสุดที่สืบทอดมาจากสถาปัตยกรรม Bifrost ซึ่งเปิดตัวในปี 2559
ARM ได้ประกาศ Mali-G77 GPU ควบคู่ไปกับ CPU Cortex-A77 ในงาน TechDay ประจำปี แม้ว่า Cortex-A77 จะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญเหนือรุ่นก่อนอย่าง Cortex-A76 แต่ GPU Mali-G77 ก็แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เป็น GPU ตัวแรกในกลุ่มผลิตภัณฑ์ Mali ของ ARM ที่นำสถาปัตยกรรม GPU ใหม่มาใช้นับตั้งแต่ Mali-G71 ซึ่งนำสถาปัตยกรรม Bifrost มาในปี 2559 Mali-G77 นำเสนอสถาปัตยกรรม "Valhall" ใหม่ล่าสุด
แม้ว่า CPU IP ของ ARM ของ ARM จะมีการแข่งขันค่อนข้างสูงในอดีตในแนวนอนของสมาร์ทโฟนที่กว้างขึ้น กลุ่มผลิตภัณฑ์ GPU Mali ของบริษัทต้องดิ้นรนเพื่อแข่งขันกับโซลูชันที่ดีที่สุดในระดับเดียวกัน ปี. ครั้งแล้วครั้งเล่า GPU ซีรีส์ Mali ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าด้อยกว่า GPU PowerVR ของ Adreno และ Imagination Technologies ในแง่ของประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน สถาปัตยกรรม Bifrost สืบทอดต่อจากสถาปัตยกรรม Midgard โดยเปลี่ยนจากประเภทเวกเตอร์ไปเป็นประเภทสเกลาร์ น่าเสียดายที่มันไม่ได้ส่งผลให้สามารถเอาชนะช่องว่างด้านประสิทธิภาพและประสิทธิภาพพลังงานที่ดูเหมือนจะเพิ่มมากขึ้นได้ Mali-G71 และ Mali-G72 ได้รับความเดือดร้อนจากการใช้พลังงานและการควบคุมปริมาณที่สูงเกินไป ทำให้พวกเขาด้อยกว่า Adreno GPU ของ Qualcomm และ GPU แบบกำหนดเองของ Apple (เริ่มจาก Apple A11)
ประสิทธิภาพของ GPU ที่ไม่ดีกลายเป็นปัญหาสำคัญที่ผู้ขายมองข้ามโอกาสที่ GPU จะได้รับเพิ่มขึ้นเล็กน้อยหลังจากผ่านไปรุ่นหนึ่ง ที่ เอ็กซิโนส 9810ตัวอย่างเช่น GPU Mali-G72MP18 ของ Mali-G72MP18 ได้รับการปรับปรุงเล็กน้อยจากรุ่นก่อน HiSilicon Group ของ Huawei ต่อสู้กับ Mali GPU ในระดับที่ใหญ่กว่ามาก ไฮซิลิคอน คิริน 960 และ คิริน 970 ถูกทำให้ผิดหวังโดย GPU ที่ใช้พลังงานในปริมาณสูงผิดปกติในขณะที่ให้พลังงานค่อนข้างน้อย ประสิทธิภาพถึงขนาดที่ Huawei ถูกบังคับให้แนะนำกลไกการควบคุมที่แหวกแนว ซึ่งนำไปสู่ มีการค้นพบการโกงเกณฑ์มาตรฐาน สำหรับโทรศัพท์ Huawei หลายรุ่นในปีที่แล้ว
โชคดีที่ Mali-G76 ของปีที่แล้วได้ทำการปรับปรุงอย่างมากทั้งในด้านประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ด้วยการใช้ Mali-G76 เวอร์ชัน 10 คอร์ HiSilicon สามารถรับประกันการปรับปรุงประสิทธิภาพได้ถึง 46% และแม้ว่าบริษัทจะบรรลุตัวเลขประสิทธิภาพก็ตาม มันยังไม่สามารถดึงประสิทธิภาพของ GPU ได้ (ทั้งประสิทธิภาพสูงสุดและต่อเนื่อง) เช่นเดียวกับเม็ดมะยมประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Samsung Systems LSI ใช้ GPU เวอร์ชัน 12 คอร์ใน Exynos 9820 และ ท้ายที่สุดก็ทำให้ช่องว่างแคบลง ไปที่ Adreno 640 GPU ของ Qualcomm Snapdragon 855. Adreno GPU ของ Qualcomm ยังคงเป็นผู้นำในตลาด Android แต่ Apple ทำได้ดีกว่าในปีที่แล้วด้วย GPU แบบกำหนดเองของ Apple A12 Apple สามารถเอาชนะ Qualcomm ทั้งในแง่ของประสิทธิภาพสูงสุดและประสิทธิภาพที่ยั่งยืน และบริษัทยังได้แสดงประสิทธิภาพด้านพลังงานที่แข่งขันได้ด้วยเช่นกัน ปัจจุบัน GPU ของ A12 ยังคงเป็นผู้นำ ในขณะที่ Adreno 640 GPU ของ Snapdragon 855 อยู่ในอันดับที่สองในการวัดประสิทธิภาพส่วนใหญ่
เมื่อเผชิญกับสภาพแวดล้อมการแข่งขันเช่นนี้ ARM จำเป็นต้องก้าวขึ้นมาเพื่อรับมือกับความท้าทาย
ผลลัพธ์ที่ได้คือ Mali-G77 และสถาปัตยกรรม Valhall ใหม่ ARM กล่าวว่ามันให้ความหนาแน่นของประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 30% การปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน 30% และการปรับปรุงการเรียนรู้ของเครื่อง (ML) 60% ARM คาดว่าระบบปฏิบัติการ Mali-G77 จะให้ประสิทธิภาพกราฟิกสูงสุดที่ดีขึ้น 40% ในอุปกรณ์มือถือ
บริษัทคาดว่า Mali-G77 จะนำเกมระดับไฮเอนด์มาสู่โทรศัพท์มือถือมากขึ้นและตั้งข้อสังเกตว่าปี 2018 ปีที่รายได้จากเกมมือถือแซงหน้ารายได้จากเกมคอนโซลและพีซีเป็นครั้งแรก เวลา.
ในส่วนที่เกี่ยวกับ ML นั้น ARM กล่าวว่า Mali-G77 มอบความสามารถในการทำงาน ML ที่ "ซับซ้อนยิ่งขึ้น" บนอุปกรณ์ได้เร็วขึ้นด้วยการปรับปรุงความหนาแน่นของประสิทธิภาพ 60% วิธีนี้ดีกว่าการส่งพวกเขาไปยังคลาวด์เพื่อการประมวลผล ซึ่งนำไปสู่ข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่มากขึ้นและประสิทธิภาพที่ลดลง รวมถึงเวลาแฝงที่สูงขึ้น
สถาปัตยกรรม Valhall ใหม่เป็นพื้นฐานของ Mali-G77 และ Mali GPU ในอนาคต ARM กล่าวว่าคุณสมบัติต่อไปนี้ของ Valhall ทำให้เป็น "สถาปัตยกรรมใหม่":
- "เครื่องยนต์ซุปเปอร์สเกลาร์ใหม่ ซึ่งมอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพที่ก้าวกระโดดอีกขั้นหนึ่ง
- ISA สเกลาร์แบบง่ายพร้อมชุดคำสั่งใหม่ที่เป็นมิตรต่อคอมไพเลอร์มากขึ้น
- การกำหนดเวลาไดนามิกใหม่ของคำแนะนำ
- โครงสร้างข้อมูลที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ให้สอดคล้องกับ API สมัยใหม่ เช่น Vulkan ได้ดีขึ้น
- แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าและคุณสมบัติใหม่ๆ มากมาย แต่สิ่งสำคัญสองประการคือกลไกดำเนินการและผู้ทำแผนที่พื้นผิวใน Mali-G77"
เอ็นจิ้นการดำเนินการที่กว้างขวางของ Mali-G77 ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของประสิทธิภาพผ่านการควบคุมการแบ่งปันบนเลนจำนวนมากตามข้อมูลของ ARM Mali-G76 มีวาร์ปกว้าง 8 เลนและมีเลน FMA ทั้งหมด 24 เลนต่อเชเดอร์คอร์ ในขณะที่ Mali-G77 มีวาร์ปกว้าง 16 เลน 32 เลน (สองคลัสเตอร์ 16 FMA ต่อเอ็นจิ้นการประมวลผล) และหนึ่งเอ็นจิ้นต่อเชเดอร์คอร์ ซึ่งส่งผลให้มีการประมวลผลในพื้นที่เดียวกันเพิ่มขึ้น 33% เมื่อเปรียบเทียบกับ G76 ตามข้อมูลของบริษัท
ARM ยังระบุด้วยว่าประสิทธิภาพการเล่นเกมที่ได้รับการปรับปรุงของ Mali-G77 นั้นเชื่อมโยงกับเครื่องมือทำแผนที่พื้นผิวแบบสี่เหลี่ยม ซึ่งให้สี่เทกเซล/รอบ นั่นคือทรูพุตที่ดีกว่า Mali-G76 ถึง 2 เท่า และมากกว่ารุ่น Mali-G76 ถึง 4 เท่า G72. กล่าวกันว่ามีการปรับปรุงทั่วทั้งกระดานเกมที่มีความเที่ยงตรงสูงและไม่เป็นทางการ แต่จะมีผลกระทบอย่างมากต่อเกมที่มีพื้นผิวหนัก ความสามารถในการคำนวณของ G77 เพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มความสามารถด้านพื้นผิวด้วยเพื่อรักษาสมดุลของเครื่อง ตามข้อมูลของ ARM เป้าหมายสุดท้าย? มอบประสิทธิภาพต่อตารางมิลลิเมตรที่มากกว่าเดิม
Mali-G77 ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ตรงกับเอ็นจิ้นการประมวลผลแบบกว้าง 16 ใหม่และผู้ทำแผนที่พื้นผิวแบบสี่เหลี่ยม การเพิ่มประสิทธิภาพนี้รวมถึงการออกแบบ LSC และท่อแอตทริบิวต์ใหม่โดยมุ่งเน้นไปที่ความหนาแน่นของประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ARM กล่าวว่าบริษัทมี "จุดมุ่งเน้นที่สำคัญ" ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และส่งเสริมว่า Mali-G77 สามารถทำงานแบบเดียวกันโดยใช้พลังงาน 50% ของ Mali-G72 จากเมื่อสองปีที่แล้ว จากข้อมูลของบริษัท สถาปัตยกรรม Valhall และ Mali-G77 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในทุกปริมาณงาน ซึ่งนำไปสู่ การปรับปรุง 1.3 เท่าใน "เนื้อหาที่หลากหลาย" ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้จะได้รับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้นในระดับพรีเมียม อุปกรณ์
ARM ระบุว่าขณะนี้การจัดตารางเวลาคำสั่งแบบไดนามิกได้รับการจัดการในฮาร์ดแวร์เพื่อให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น กล่าวกันว่าตัวกำหนดตารางเวลาแบบไดนามิกจะตัดสินใจว่าคำสั่งใดที่จะดำเนินการจากการบิดงอใด จากนั้นงานจะถูกส่งไปยัง ALU คู่ขนานอิสระในรูปแบบซูเปอร์สเกลาร์
สุดท้ายนี้ ARM ตั้งข้อสังเกตว่าสถาปัตยกรรม Valhall ยังคงพัฒนาต่อไปของการบีบอัดบัฟเฟอร์เฟรม ARM ผ่าน AFBC 1.3 นำเสนอคุณสมบัติใหม่บางอย่างที่สามารถอ่านได้ในโพสต์บล็อกของ ARM
ARM มีคำมั่นสัญญาที่ยิ่งใหญ่สำหรับ Mali-G77 โดยประกาศว่าจะนำการปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญใน AR และ ML ที่ซับซ้อนและ ให้ "ประสิทธิภาพกราฟิกที่แน่วแน่และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น" หากการกล่าวอ้างเป็นจริง เราอาจเห็น GPU ARM Mali ใช้งานได้ในที่สุด เผชิญหน้ากันหรือแม้กระทั่งปรับปรุง Adreno GPU ในยุคนั้น ๆ และตลาด GPU มือถือก็เพิ่มมากขึ้นไม่น้อย การแข่งขัน.
แหล่งที่มา: แขน
ทาง: อานันท์เทค