HWSW

Két új GPU-val bővül az ARM Mali sorozat

Az új IP-kkel a középkategóriát és a belépőszintet célozza a tervezőcég.

Új GPU-kat, illetve azok mellé (is) helyezhető kijelző- és videoblokkokat jelentett be az ARM. Mindez név szerint a középkategóriát célzó Mali-G52-t, a belépőszintre érkező Mali-G31-et, illetve Mali-V52-es videofeldolgozó, valamint a Mali-D51 kijelzővezérlő blokkot takarja. Az új fejlesztések mindegyike számottevő előrelépést ígér az elődökhöz képest, az ezekre épülő első alkalmazásprocesszorok pedig várhatóan valamikor jövő év első felében kerülhetnek piacra.

A Mali-G52 a 2016 októberében bemutatott G51 [1] közvetlen utódjának tekinthető, amely rendhagyó módon egyetlen okostelefonos alkalmazásprocesszorba sem került be. Ennek okáról csupán találgatni lehet, annyi azonban bizonyos, hogy a középkategóriás fejlesztés helyett a partnerek inkább a felsőkategóriás G71 és G72 GPU-kat választották alacsonyabb magszám mellett. Az ARM vélhetően abban reménykedik, hogy a Mali-G52 fejlesztései ezen változtatnak, amire a nyers specifikáció alapján van esély.

arm_nextg

A legújabb középkategóriás dizájn ugyanis teljesítménysűrűségben 30 százalékos javulást ígér, azaz ennyivel nagyobb teljesítményt lehet kihozni egységnyi szilíciumból a G51-hez viszonyítva. Bár ennél kisebb mértékben, de ugyancsak javult a hatékonyság, az elődhöz képest 15 százalékos előrelépésről beszél az ARM. Mindezek hátterében most is az átgyúrt mikroarchitektúra áll, amely a G51-éhez képest alapjaiban változott. A tervezőcég ugyanis megduplázta, azaz négyről nyolcra emelte a végrehajtókon belüli ALU sávok számát. Ezzel elméletben kétszeresére nőtt a teljesítmény, ám mindezért cserébe csupán 22 százalékkal gyarapodott egyetlen magnak a mérete, azaz ennyivel több tranzisztort kíván az új kialakítás. Ugyancsak említésre méltó, hogy az új ALU-k már képesek 8 bites műveletek végrehajtására, így az elődhöz képest a gépi tanulásos műveleteknél 3,6-szoros lehet a gyorsulás.

Az előző generáció kudarcát egyébként valószínűleg az alacsony teljesítménysűrűség váltotta ki. A lapka mérete ugyanis a bérgyártásnál az egyik legfontosabb költségtényező, ezt kell a chip tervezőjének optimalizálnia a megcélzott teljesítmény függvényében. És úgy tűnik, hogy ebben a felső kategóriás grafikus magok jobban teljesítettek, az ARM licencekkel dolgozó cégek ezért inkább azokat választották a magasabb licencköltség ellenére is.

malig52

Van ami nem változott, így például maradt a G51-nél bevezetett úgynevezett "dual pixel" dizájn. Ez tömören annyit tesz, hogy míg a korábbi, "single pixel" megoldás 1-1 texel és pixel feldolgozására képes a végrehajtókkal, valamint a textúrázó és blending egységekkel, addig a G51 inkább ez utóbbi kettőre helyezi a hangsúlyt, duplázva azok számát, amivel órajelenként 2-2 texel és pixel kiszámítására teszi lehetővé a GPU. Ezzel az ARM az egyszerűbb, például a grafikus interfésznél alkalmazott effektekre fókuszál, amelyek inkább a blending egységet tornáztatják.

xVégül, de nem utolsó sorban az ARM a konfigurálhatóságon is javított, így a vásárlópartner maga dönthet arról, hogy az implementálásnál a megjelenítés, vagy az általános számítások (compute) kapják-e a nagyobb hangsúlyt. Ennek hála kettő vagy három végrehajtóval szerelt magok közül lehet választani, így az FMA egységeket alapul véve 32 vagy 48 lehet az FLOPS/mag mutató. Ezzel együtt változik a FLOPS:pixel arány, amely két végrehajtóval 16:1, hárommal pedig 24:1 lehet, utóbbi értelemszerűen jobban passzol az általános számításokhoz.

A Mali-400 utódja

A G52-vel kézen fogva érkezett Mali-G31 a közel tíz éves Mali-400-at váltja, amely az ARM valaha készített legnépszerűbb, azaz legnagyobb számban értékesített GPU-s IP-je. A szigorúan belépőszintű dizájn felett azonban mára nagyon eljárt az idő, helyét pedig (lassan) egy modern, Bifrost architektúrára épülő, új megoldás veszi át. Ez a célszegmensnek megfelelően egy viszonylag egyszerű kialakítású, az alapok inkább a G51-hez hasonlítanak, így a végrehajtókon belül csak négy ALU található.

malig31

A partnerek itt két konfiguráció közül választhatnak: egy végrehajtó 1 pixel/órajel, vagy két végrehajtó 2 pixel/órajel mellett. Egymagos konfiguráció esetében az ARM teljesítménysűrűségben 20 százalékos, teljesítményben pedig 12 százalékos javulásról beszél a G51MP2-höz képest. A Mali-400-zal nem hasonlítja össze fejlesztését a cég, azonban ebben a relációban vélhetően jóval nagyon különbségek lennének.

maliv52

A két GPU bejelentését a Mali-V52 videofeldolgozó, illetve a Mali-D51 kijelzővezérlő blokkal fűszerezte meg az ARM. Utóbbi egy ugyancsak a középkategóriát célozza, így a V61-gyel ellentétben 120 helyett "csak" 60 fps mellett támogatja a 4K anyagok kódolását és dekódolását. A tervezőcég szerint ugyanakkor ezzel együtt 38 százalékkal csökkent a blokkhoz szükséges tranzisztorok száma, az architektúrális módosításoknak hála pedig javult a a képminőség.

malid51

A Mali-D51 kijelzővezérlő a DP650 utódjának, illetve a D71 leszármazottjának tekinthető. Ennek hála teljesítménysűrűségben kétszeres előrelépésről beszél az ARM, miközben a blokk nyolc összetételréteget is képest támogatni. A fejlesztés előnye, hogy képes átvenni az operációs rendszerek grafikus felületének renderelését, így tehermentesítve a GPU-t, végeredményben csökkentve a rendszerchip fogyasztását.

A cikkben hivatkozott linkek:
[1] https://www.hwsw.hu/hirek/56365/arm-mali-g51-gpu-igp-grafika-processzor-bifrost-mali-g71.html
A cikk adatai:
//www.hwsw.hu/hirek/58526/arm-mali-g52-g31-v52-d71-gpu-video-megjelenito-blokk.html
Író: Asztalos Olivér (oliver.asztalos@hwsw.hu)
Dátum: 2018. március 06. 14:30
Rovat: digitális otthon