เนื้อหา
- ภาพรวมประสิทธิภาพของมาลี -G77
- พบกับ Valhall ผู้สืบทอดของ Bifrost
- ภายในเอ็นจิ้นการประมวลผล
- Quad Mapper พื้นผิว
- นำทุกอย่างมารวมกันใน Mali-G77
นอกเหนือจากคอร์คอร์ Cortex-A77 ซีพียูตัวใหม่แล้ว Arm ได้เปิดตัว GPU รุ่นต่อไปที่กำหนดไว้สำหรับ SoCs สมาร์ทโฟนยุคหน้า The Mali-G77 เพื่อไม่ให้สับสนกับโปรเซสเซอร์จอแสดงผล Mali-D77 ใหม่นับเป็นเครื่องหมายแห่งสถาปัตยกรรม Bifrost ของ Arm และการย้ายไปยัง Valhall
เราจะเข้าไปดูรายละเอียดของสถาปัตยกรรมใหม่ในเวลาไม่นาน อันดับแรกเราจะกระโดดลงในสิ่งที่ผู้ใช้ควรคาดหวังในแง่ของประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
ภาพรวมประสิทธิภาพของมาลี -G77
Arm ภูมิใจนำเสนอประสิทธิภาพกราฟิกที่เพิ่มขึ้น 40 เปอร์เซ็นต์ด้วยอุปกรณ์ Mali-G77 รุ่นใหม่เมื่อเทียบกับรุ่น Mali-G76 ในปัจจุบัน หมายเลขนี้กำลังพิจารณากระบวนการบัญชีรวมถึงการปรับปรุงสถาปัตยกรรม Mali-G77 สามารถปรับแต่งได้ตั้งแต่ 7 ถึง 16 แกนของ shader และแต่ละคอร์มีขนาดเกือบเท่ากันกับแกน G76 ซึ่งหมายความว่าสมาร์ทโฟนระดับไฮเอนด์น่าจะมาพร้อมกับคอร์ GPU ที่คล้ายกันซึ่งมีอยู่ในปัจจุบัน สะดวกนี้ช่วยให้เราทำการประเมินประสิทธิภาพการเก็งกำไรกับชิปเซ็ตที่มีอยู่
การดูเกณฑ์มาตรฐานแมนฮัตตัน GFXBench ที่เป็นที่นิยมการเพิ่มประสิทธิภาพ 40 เปอร์เซ็นต์จะช่วยเพิ่มโอกาสในการขายให้กับฮาร์ดแวร์ยุคปัจจุบัน ชิป Adreno รุ่นต่อไปของ Qualcomm จะต้องมีการอัพเกรดประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญเพื่อรักษาระดับการเล่น ตารางดูเหมือนจะเปลี่ยนตามความโปรดปรานของ Arm
สถาปัตยกรรมที่ชาญฉลาดประสิทธิภาพการเล่นเกมเพิ่มขึ้น 20 ถึง 40% ในขณะที่การเรียนรู้ของเครื่องเพิ่มขึ้น 60%
ด้วยพื้นฐานของการจัดสวนบอลแบบหยาบนี้ Mali-G77 10 แกน (การกำหนดค่าที่เรามักจะเห็นจากหัวเว่ย) ดูเหมือนจะได้เปรียบกับฮาร์ดแวร์กราฟฟิคมือถือรุ่นล่าสุด การกำหนดค่าหลัก 12 หลักซึ่งโดยทั่วไปจะเห็นใน Exynos ของ Samsung นั้นเป็นผู้นำที่ยิ่งใหญ่สำหรับ GPU รุ่นล่าสุดของ Arm แน่นอนว่าการวัดประสิทธิภาพจริงจะขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น ๆ รวมถึงโหนดกระบวนการหน่วยความจำแคช GPU, การกำหนดค่าหน่วยความจำ LPDDR และประเภทของแอปพลิเคชันที่คุณกำลังทดสอบ ดังนั้นลองวาดกราฟข้างบนด้วยเกลือปริมาณมหาศาล
ในแง่ของสถาปัตยกรรมใหม่เพียงอย่างเดียว Arm ระบุว่า Mali-G77 เสนอการปรับปรุงค่าเฉลี่ย 30 เปอร์เซ็นต์สำหรับประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความหนาแน่นของประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มขนาดใหญ่ขึ้น 60 เปอร์เซ็นต์สำหรับแอปพลิเคชันการเรียนรู้ของเครื่องด้วยการสนับสนุนผลิตภัณฑ์ INT8 dot ความคาดหวังด้านประสิทธิภาพของเกมตั้งอยู่ระหว่างการเพิ่มขึ้น 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ขึ้นอยู่กับชื่อและประเภทของปริมาณงานกราฟิกที่มีให้
เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า Arm ได้รับการยกระดับประสิทธิภาพการทำงานนี้ได้อย่างไร
พบกับ Valhall ผู้สืบทอดของ Bifrost
Vahall เป็นสถาปัตยกรรม GPU เซนต์คิตส์และเนวิสที่สองของ Arm มันเป็นเอ็นจิ้นการประมวลผลแบบกว้างถึง 16 ซึ่งหมายความว่า GPU ดำเนินการ 16 คำสั่งในแบบคู่ขนานต่อรอบต่อหน่วยประมวลผลต่อแกน มีขนาดตั้งแต่ 4 และ 8 ใน Bifrost
คุณสมบัติสถาปัตยกรรมใหม่อื่น ๆ รวมถึงการจัดตารางเวลาคำสั่งแบบไดนามิกที่จัดการทั้งหมดในฮาร์ดแวร์และชุดคำสั่งใหม่ทั้งหมดที่รักษาความเท่าเทียมกันในการปฏิบัติงานกับ Bifrost อื่น ๆ รวมถึงการสนับสนุนรูปแบบการบีบอัด AFBC1.3 ของ Arm, FP16 เรนเดอร์เป้าหมาย, เรนเดอร์เลเยอร์และเอาท์พุต shader
Mali-G77 ทำคณิตศาสตร์ได้มากกว่า 33% ในแบบขนานมากกว่า G76
กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจกับการเปลี่ยนแปลงสถาปัตยกรรมที่สำคัญพบได้โดยการ examing หน่วยการดำเนินการภายในแกน ส่วนนี้ของ GPU มีหน้าที่รับผิดชอบในการบีบอัดตัวเลข
ภายในเอ็นจิ้นการประมวลผล
ใน Bifrost แต่ละคอร์ GPU จะมีเอ็นจิ้นการประมวลผลสามตัวหรือสองตัวในกรณีของการออกแบบ Mali-G52 ระดับล่างสุด แต่ละเอ็นจิ้นประกอบด้วย i-cache, ลงทะเบียนไฟล์และชุดควบคุมวาร์ป ใน Mali-G72 เครื่องยนต์แต่ละเครื่องจัดการ 4 คำสั่งต่อรอบซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 8 ใน Mali-G76 ของปีที่แล้ว การแพร่กระจายไปทั่วทั้งสามแกนทำให้สามารถใช้จุดลอยตัว 12 และ 24 32 บิต (FP32) ผสมคำแนะนำการคูณ (FMA) ต่อวงจร
ด้วย Valhall และ Mali-G77 มีเพียงเอ็นจิ้นการประมวลผลเดียวภายในแต่ละคอร์ GPU ก่อนหน้านี้เอ็นจิ้นนี้มีหน่วยควบคุมวาร์ปรีจิสเตอร์และ icache ซึ่งตอนนี้ใช้ร่วมกันในสองหน่วยประมวลผล หน่วยประมวลผลแต่ละแห่งจัดการคำสั่งวาร์ปได้ 16 คำสั่งต่อรอบสำหรับปริมาณงานรวม 32 คำสั่ง FP32 FMA ต่อแกน นั่นคือการส่งเสริมการเรียนรู้ผ่าน Mali-G76 33%
Arm ได้เปลี่ยนจากหน่วยประมวลผลเป็นสามหน่วยเป็นหน่วยประมวลผลเดียวต่อ GPU คอร์ แต่ขณะนี้มีหน่วยประมวลผลสองหน่วยภายในแกน G77
นอกจากนี้หน่วยประมวลผลแต่ละหน่วยเหล่านี้ยังมีบล็อกฟังก์ชั่นทางคณิตศาสตร์ใหม่สองบล็อก หน่วยแปลงใหม่ (CVT) จัดการกับจำนวนเต็มพื้นฐานตรรกะสาขาและคำแนะนำการแปลง หน่วยฟังก์ชันพิเศษ (SFU) เร่งการคูณจำนวนเต็มหน่วยงานสแควร์รูทลอการิทึมและฟังก์ชั่นจำนวนเต็มที่ซับซ้อนอื่น ๆ
หน่วย FMA มาตรฐานได้เห็นการปรับแต่งสองสามคำสั่งรองรับ 16 FP32 ต่อรอบ 32 FP16 หรือ 64 INT8 จุดคำแนะนำผลิตภัณฑ์ การเพิ่มประสิทธิภาพเหล่านี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน 60 เปอร์เซ็นต์ในแอพพลิเคชั่นการเรียนรู้ของเครื่อง
Quad Mapper พื้นผิว
การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอื่น ๆ ใน Mali-G77 คือการแนะนำของ mapper พื้นผิวรูปสี่เหลี่ยมเพิ่มขึ้นจาก mapper พื้นผิวแบบคู่ในรุ่นก่อนหน้า Mapper พื้นผิวมีหน้าที่ในการจับคู่รูปหลายเหลี่ยม 3 มิติในฉากเข้ากับการแสดงแบบ 2 มิติที่คุณเห็นบนหน้าจอ มีหน้าที่รับผิดชอบในการสุ่มตัวอย่างการแก้ไขและการกรองเพื่อทำให้เนื้อหาที่ทำมุมและเคลื่อนที่ราบรื่นเพื่อหลีกเลี่ยงขอบที่มีคุณภาพต่ำและรุนแรง
การลดรอยหยักราคาถูกยังคงช่วยเรื่องคุณภาพของภาพ แต่ประสิทธิภาพของพื้นผิวเพิ่มขึ้นสองเท่าเป็นผลประโยชน์ที่สำคัญที่นี่ ตอนนี้หน่วยพื้นผิวประมวลผล 4 bilinear texels ต่อนาฬิกาเพิ่มขึ้นจาก 2 ก่อนหน้านี้ 2 texting trilinear ต่อนาฬิกาและจัดการการกรอง FP16 และ FP32 ได้เร็วขึ้น
mapper พื้นผิวสี่ส่วนถูกแบ่งออกเป็นสองพา ธ ซึ่งจะให้ไพพ์ไลน์ที่สั้นกว่าสำหรับเธรดที่ตีเนื้อหาในแคช เส้นทาง Miss ซึ่งจัดการการแปลงรูปแบบและการบีบอัดพื้นผิวมีส่วนต่อประสานที่กว้างกว่ากับแคช L2 สิ่งนี้ยังมีประโยชน์สำหรับการเรียนรู้การทำงานของเครื่องที่อาจต้องดึงข้อมูลใหม่จากหน่วยความจำบ่อยครั้ง
นำทุกอย่างมารวมกันใน Mali-G77
Arm ได้ปรับแต่งอื่น ๆ อีกมากมายให้กับ Mali-G77 เพื่อให้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในสถาปัตยกรรม Valhall บล็อกควบคุมนั้นง่ายขึ้นเนื่องจากการออกแบบหน่วยประมวลผลเดียวในขณะที่ตัวจัดกำหนดการแบบไดนามิกภายในช่วยให้คำสั่งที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในแต่ละแกน ด้วยทรูพุตที่สูงขึ้นในแต่ละคอร์ทำให้ดาต้าแพทมีความล่าช้าน้อยลงและลดลงเหลือเพียง 4 รอบจาก 8 ก่อนหน้านี้
การออกแบบใหม่นั้นสอดคล้องกับ Vulkan API มากขึ้นทำให้การอธิบายไดรฟเวอร์ง่ายขึ้นเพื่อลดค่าใช้จ่ายของไดรฟเวอร์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ“ กับโลหะ”
โดยสรุป Mali-G72 และ Valhall ได้ทำการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจาก Bifrost ซึ่งสัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับการเล่นเกมและการเรียนรู้ของเครื่อง ที่สำคัญการออกแบบนั้นเหมาะสมกับพลังงานและงบประมาณของพื้นที่เช่นเดียวกับ Bifrost ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์พกพาจะสามารถให้ประสิทธิภาพสูงสุดโดยไม่ต้องกังวลเรื่องความร้อนพลังงานและต้นทุนซิลิคอน จากการคาดการณ์ประสิทธิภาพ Mali-G77 น่าจะสามารถให้ Adreno รุ่นต่อไปของ Qualcomm ทำงานได้ดีสำหรับเงินของมัน
