ARM анонсувала графічний процесор Mali-G77. Він пропонує абсолютно нову архітектуру Valhall, яка прийшла на зміну архітектурі Bifrost, представленій у 2016 році.
ARM анонсувала графічний процесор Mali-G77 разом із процесором Cortex-A77 на щорічному TechDay. У той час як Cortex-A77 є значним прогресом покоління в порівнянні зі своїм попередником, Cortex-A76, графічний процесор Mali-G77 є чимось зовсім іншим. Це перший графічний процесор у лінійці Mali від ARM із новою архітектурою після Mali-G71, який приніс архітектуру Bifrost у 2016 році. Mali-G77 має абсолютно нову архітектуру Valhall.
Незважаючи на те, що IP процесора ARM історично був досить конкурентоспроможним у ширшому середовищі смартфонів, Лінійці графічних процесорів Mali компанії важко конкурувати з найкращими у своєму класі рішеннями років. Знову і знову серія графічних процесорів Mali виявлялася гіршою за продуктивність та енергоефективність перед графічними процесорами PowerVR від Adreno та Imagination Technologies. Архітектура Bifrost прийшла на зміну архітектурі Midgard, перейшовши від векторного типу до скалярного. На жаль, це не призвело до подолання розриву в продуктивності та енергоефективності, який, здавалося б, зростав. Mali-G71 і Mali-G72 страждали від надмірно високого енергоспоживання та дроселювання, що зробили їх гіршими перед графічним процесором Adreno від Qualcomm і спеціальним графічним процесором Apple (починаючи з Apple A11).
Низька продуктивність GPU стала настільки серйозною проблемою, що постачальники зневажливо дивилися на перспективу незначного приросту GPU, досягнутого через покоління. The Exynos 9810Наприклад, графічний процесор Mali-G72MP18 був невеликим покращенням у порівнянні зі своїм попередником. HiSilicon Group від Huawei боролася з графічним процесором Mali набагато більше. HiSilicon Kirin 960 і Kirin 970 були підведені графічними процесорами, які споживали аномально високу кількість енергії, забезпечуючи відносно менше продуктивність настільки, що Huawei була змушена запровадити нетрадиційний механізм дроселювання, що призвело до шахрайство в еталонному тесті виявлено для кількох телефонів Huawei минулого року.
Минулорічний Mali-G76, на щастя, забезпечив суттєві покращення продуктивності та енергоефективності. Використовуючи 10-ядерну версію Mali-G76, HiSilicon зміг пообіцяти підвищення продуктивності на 46%, і навіть незважаючи на те, що компанія досягла показників продуктивності, він все ще не міг витримати продуктивність GPU (як пікову, так і постійну продуктивність) а також коронка енергоефективності. Samsung Systems LSI реалізувала 12-ядерну версію графічного процесора в Exynos 9820, і закінчилося скороченням розриву до Графічний процесор Adreno 640 від Qualcomm Snapdragon 855. Графічні процесори Adreno від Qualcomm залишаються лідерами в своєму класі на ринку Android, але минулого року Apple стала кращою, випустивши власний графічний процесор Apple A12. Apple змогла перемогти Qualcomm як з точки зору максимальної, так і стабільної продуктивності, і компанія також продемонструвала конкурентоспроможну енергоефективність. Наразі графічний процесор A12 залишається лідером, а графічний процесор Adreno 640 Snapdragon 855 посідає друге місце в більшості тестів.
З огляду на це конкурентне середовище, ARM потрібно було активізуватися, щоб впоратися з викликом.
Результатом цього стали Mali-G77 і нова архітектура Valhall. ARM каже, що це забезпечує 30% підвищення щільності продуктивності, 30% підвищення енергоефективності та 60% покращення машинного навчання (ML). ARM очікує, що на базі Mali-G77 максимальна графічна продуктивність на мобільних пристроях буде на 40% кращою.
Компанія очікує, що Mali-G77 принесе більше висококласних ігор на мобільні телефони, і зазначає, що 2018 рік був рік, коли доходи від мобільних ігор вперше випередили доходи від ігор на консолях та ПК час.
Стосовно ML, ARM каже, що Mali-G77 надає пристроям можливості виконувати «все більш складні» завдання ML швидше на пристрої з підвищенням щільності продуктивності на 60%. Це краще, ніж надсилати їх у хмару для обробки, що призводить до додаткових проблем із безпекою та зниження продуктивності, а також більшої затримки.
Нова архітектура Valhall є основою Mali-G77 і майбутніх графічних процесорів Mali. ARM каже, що такі особливості Valhall роблять його «новою архітектурою»:
- «Новий суперскалярний двигун, який забезпечує ще один стрибок у енергоефективності та щільності продуктивності
- Спрощена скалярна ISA з новим набором інструкцій, яка є більш зручною для компілятора
- Нове динамічне планування інструкцій
- Перероблені структури даних краще узгоджені з сучасними API, такими як Vulkan.
- Хоча є багато різноманітних удосконалень і нових функцій, двома ключовими є механізм виконання та відображення текстур у Mali-G77».
За словами ARM, двигуни Mali-G77 з широким виконанням покращують щільність продуктивності завдяки спільному контролю над великою кількістю смуг. Mali-G76 має 8 широких деформацій і загалом 24 смуги FMA на ядро шейдера, тоді як Mali-G77 має 16 широких деформацій, 32 смуги (два кластери по 16 FMA на кожен механізм виконання) і один механізм на ядро шейдера. За даними компанії, це забезпечує на 33% більше обчислень у тій самій області порівняно з G76.
ARM також стверджує, що покращена продуктивність Mali-G77 в іграх пов’язана з квадрокартою текстур, який забезпечує чотири текселів/цикл, що в 2 рази краще, ніж Mali-G76, і в 4 рази більше, ніж G72. Кажуть, що він забезпечує покращення у високоякісних і звичайних іграх, але це матиме особливо великий вплив на ігри з важкими текстурами. Згідно з ARM, обчислювальні можливості G77 були збільшені, тому також потрібно було збільшити можливості текстур, щоб підтримувати баланс машини. Кінцева мета? Забезпечте більшу продуктивність на квадратний міліметр, ніж раніше.
Mali-G77 було оптимізовано відповідно до нових 16-широких механізмів виконання та квадрокартографа текстур. Ця оптимізація включає переробку LSC і каналу атрибутів з акцентом на щільність продуктивності та енергоефективність.
ARM каже, що приділяє «значну увагу» підвищенню енергоефективності, і заявляє, що Mali-G77 може виконувати ту саму роботу, витрачаючи 50% енергії, ніж Mali-G72 два роки тому. За словами компанії, архітектура Valhall і Mali-G77 підвищують енергоефективність у всіх робочих навантаженнях, що призводить до покращення в 1,3 рази для «широкого діапазону вмісту», що означає, що користувачі отримають довший час роботи від акумулятора на преміум-класі пристроїв.
ARM заявляє, що динамічне планування інструкцій тепер обробляється апаратним забезпеченням, щоб забезпечити кращу продуктивність. Кажуть, що динамічний планувальник вирішує, які інструкції виконувати з яких деформацій, а потім робота передається незалежним паралельним ALU у суперскалярному стилі.
Нарешті, ARM зазначає, що архітектура Valhall продовжує еволюцію стиснення буфера кадрів ARM через AFBC 1.3. Він приносить деякі нові функції, про які можна прочитати в публікації блогу ARM.
ARM має кілька великих обіцянок щодо Mali-G77, заявляючи, що він значно покращить продуктивність у складних AR та ML, і забезпечують «безкомпромісну графічну продуктивність і підвищену ефективність». Якщо твердження виправдаються, ми можемо нарешті побачити графічний процесор ARM Mali один до одного з графічним процесором Adreno певного покоління або навіть покращенням графічного процесора Adreno певного покоління, і ринок мобільних графічних процесорів просто став трохи більшим змагальний.
Джерело: ARM
через: AnandTech