Meio ano depois, o ray tracing em tempo real será padrão nos carros-chefe do Android

Além do iPhone equipado com chips da série A auto-desenvolvidos, a maioria dos SoCs dos fabricantes de Android vem da Qualcomm, MediaTek e Samsung.

No entanto, Qualcomm, MediaTek e Samsung não estão profundamente envolvidos no design independente de arquitetura de CPU e GPU do SoC e preferem se concentrar na arquitetura de versão pública da Arm.

Isso traz um problema. Quando a versão pública do Arm é mal projetada , é fácil causar uma reação em cadeia, o chip principal não funciona bem e, finalmente, o produto principal do Android também consome uma grande área de calor e energia.

Se o rendimento do processo da fundição de cavacos não for alto, será ainda pior.

Nos últimos anos, os SoCs de ponta do Android também caíram em um círculo tão vicioso, e os carros-chefe do Android de várias fábricas também foram arrastados para a água nos últimos anos.

Originalmente considerado um conhecimento de SoC relativamente de nicho, tornou-se gradualmente uma consciência de compra dos consumidores comuns.

No entanto, em comparação com a tecnologia de processo que é mais difícil de acompanhar, após a finalização da arquitetura de versão pública da Arm, ela pode reverter gradualmente a desvantagem por meio da otimização.

No ano passado, a Arm introduziu o conjunto de instruções Armv9 na arquitetura de versão pública, trazendo três novos núcleos de CPU de versão pública, Cortex-X2, Cortex-A 710 e Cortex-A510.

No final das contas, no Snapdragon 8 Gen1 e Dimensity 9000, essa nova arquitetura tem uma certa melhora em relação à geração anterior, mas ainda há muito espaço para otimização .

Na conferência Total Compute Solutions 2022 há alguns dias, a Arm anunciou a última geração da versão pública da arquitetura, incluindo os novos três núcleos de CPU Cortex-A e uma nova série de GPUs.

O núcleo da nova geração de arquitetura de CPU está quase girando em torno de otimização e aprimoramento, enquanto a GPU é realmente sobre inovação.

CPU se concentra em melhorar a eficiência energética

A vantagem dos chips Arm é a taxa de eficiência energética, mas nos últimos anos, o surgimento do núcleo supergrande Cortex-X também começou a fazer muito progresso no desempenho absoluto dos chips Arm no lado móvel.

O surgimento de uma nova geração do Cortex-X3 ainda é para desempenho máximo, sob a mesma frequência de clock de 3,3 GHz do Cortex-X2, o X3 tem uma melhoria de desempenho de 25%.

Se o X3 roda a 3,6 GHz, há uma melhoria de 34% em relação a alguns processadores de notebook convencionais.

Obviamente, o potencial de overclock e maior desempenho (e consumo de energia) do super core Cortex-X3 é para o PC da Arm, não para a próxima geração de SoCs de telefonia móvel.

O grande núcleo Cortex-A715 é mais como uma melhoria no A710 anterior em termos de nomeação, com foco na eficiência.

Depois que a estrutura do núcleo é otimizada, o Cortex-A715 traz uma melhoria de desempenho de 5% e uma redução de 20% no consumo de energia.

Do ponto de vista da curva, independentemente do estado em que se encontre, o A715 tem uma melhor relação de eficiência energética do que o A710. Para tanto, a Arm disse ainda que sob a mesma frequência e cache, o A715 já tem desempenho comparável ao X1.

Além disso, no grande núcleo, o Arm cancelou completamente o suporte para aplicativos de 32 bits. Como resultado, o decodificador de instruções do A715 é 4x menor que seu antecessor, tornando o núcleo do A715 mais eficiente em área, potência e execução.

O nome do núcleo intermediário ainda é Cortex-A510, mas a Arm ainda o otimizou e o chamou de novo A510. (Parece mais um refazer do A510, afinal, o jogo anterior teve muitos problemas.)

O novo núcleo A510, com tempo aprimorado e eficiência otimizada, reduz o consumo de energia em 5%. Mais importante ainda, o A510 adicionou suporte novamente para aplicativos de 32 bits.

Para o efeito, este novo A510 será também utilizado noutros domínios como a Internet das Coisas, e da mesma forma, não só para smartphones.

Além das iterações otimizadas dos três núcleos Cortex próprios, o DSU (DynamIQ Shared Unit) da Arm também é atualizado para suportar 12 núcleos e 16 MB de cache L3.

Como resultado, os futuros processadores Arm podem ter uma combinação de núcleos mais rica. Além da arquitetura comum de três plexos 1+3+4, também pode ser uma combinação de 1+4+4, 2+2+4, etc. , e mesmo em alguns Na busca de chips de maior energia, a combinação final de 8+4+0 também pode ser usada.

Em geral, a nova geração de núcleos Cortex da Arm está principalmente otimizando a estrutura da geração anterior, tentando fornecer uma melhor relação de eficiência energética e corrigindo alguns projetos irracionais da geração anterior.

Além disso, o design do núcleo da Arm não se limita a smartphones, mas começou a expandir a cobertura de cada núcleo. O núcleo ultragrande X3 se concentra no desenvolvimento do campo de PC, enquanto o A510 de núcleo médio tem maior compatibilidade com a Internet das Coisas e outros campos.

O ray tracing da GPU se tornará padrão

No passado, a GPU pública da Arm era mais fraca que o núcleo da CPU, mais como uma configuração básica.

A versão pública da GPU Mali da Arm é constantemente iterada.Na geração anterior de chips emblemáticos, a versão pública do desempenho do Mali está próxima do Adreno desenvolvido pela Qualcomm.

Com o lançamento de uma nova geração de núcleos de CPU, a Arm também atualizou uma nova geração de GPUs públicas. Ao contrário das atualizações de rotina anteriores, desta vez a Arm traz uma nova série emblemática Immortalis.

A maior diferença entre a série Immortalis e o Mali em função é o suporte para ray tracing e, em termos de núcleo, o Immortalis-G715 possui pelo menos 10 núcleos, enquanto o Mali-G715 pode ser equipado com 7 a 9 núcleos.

A diferença no número de núcleos e o suporte para ray tracing no hardware tornam o Immortalis-G715 mais útil.Como o Cortex-X3, é mais como um prenúncio para o chip de desktop Arm com antecedência.

Andy Craigen, diretor de gerenciamento de produtos da Arm, afirma que o Immortalis-G715 usa apenas 4% da área central do shader, o que traz um aumento de desempenho de 3x por meio da aceleração de hardware.

Na verdade, o ray tracing baseado em software está disponível na GPU Mali-G710 da geração anterior da Arm. Além disso, o Exynos 2200 da Samsung também está trabalhando com a AMD para introduzir suporte para ray tracing em hardware.

Sejam fabricantes de Arm ou chips, o ray tracing no terminal móvel está sendo implantado com antecedência, mas, no momento, a maioria das demonstrações externas são algumas demonstrações e os desenvolvedores de jogos não fizeram ações claras.

Para jogos 3D móveis, uma ampla gama de luz de hardware é suportada, um pouco como a escuridão antes do amanhecer.

No entanto, em entrevista ao TheVerge, Paul Williamson, da Arm, deu a entender que quando o terminal equipado com a GPU Immortalis-G715 for lançado no mercado no próximo ano, haverá produtos correspondentes para proporcionar uma experiência interessante.

O Mali-G715 atualizado regularmente, assim como o Cortex-A715, concentra-se na melhoria da eficiência energética.Em comparação com o G710, ele possui uma otimização de eficiência energética de 15%.

Além disso, a Arm também atualizou uma GPU que está posicionada um pouco abaixo do Mali-G715, o Mali-G615. A diferença é que ele tem menos núcleos (menos de 6) e é voltado para processadores Arm de médio porte.

Para dizer que o Mali-G715 e o G615 são iterações regulares, o Immortalis-G715 que suporta rastreamento de luz no hardware é uma grande atualização e tem melhor desempenho computacional para imagens 3D.

A série de GPUs Immortalis são semelhantes aos super núcleos Cortex-X, mais como o Arm preparado para processadores de desktop, e parece que eles estão prontos para começar a trabalhar em PCs Arm.

Os fabricantes de chips estão começando a visar o campo de PCs da Arm

Além da Qualcomm, a Samsung Exynos e a MediaTek usarão diretamente a arquitetura pública de CPU e GPU da Arm, mas a frequência e o processo do núcleo são diferentes.

Depois que a geração anterior do Exynos 2200 da Samsung começou a cooperar com a AMD para lançar a GPU Xclipse, atualmente apenas a MediaTek está desenvolvendo a série Dimensity de acordo com a arquitetura de versão pública Arm no mercado de SoC convencional.

Semelhante à Samsung Exynos encontrando a AMD para cooperar, a Qualcomm adquiriu diretamente a NUVIA, uma empresa com seu próprio design de arquitetura de chip Arm, o objetivo é iniciar seu próprio chip de arquitetura Arm.

A Qualcomm também preparou internamente um chip com o codinome "Hamoa", e o alvo inicial é o chip Apple M. Sua CPU apresentará um núcleo de arquitetura IP auto-projetado, em vez da arquitetura de versão pública Arm.

Muitos analistas também disseram que a Qualcomm também planeja introduzir o núcleo da CPU de seu próprio design IP no chip Snapdragon, claro, a premissa é que o desempenho seja bom o suficiente.

A razão pela qual ele não muda diretamente como o chip A da Apple é, na verdade, porque a participação de mercado do chip Snapdragon é muito grande e o risco é muito alto.

Hoje, a arquitetura de versão pública da Arm é mais como uma base, cada vez mais próxima de dar aos fabricantes uma referência.

Fabricantes de chips capazes também estão gradualmente começando a projetar sua própria arquitetura de núcleo, a fim de ter uma diferenciação mais forte, como os chips A e M da Apple, para obter mais pedidos.

A arquitetura da versão pública do Arm também começou a se concentrar na criação do ecossistema Arm. O desempenho máximo das séries de GPUs Cortex-X e Immortalis de núcleo ultragrande foi aprimorado para o layout do processador Arm PC e o redesenho do Cortex-A510 tem melhor desempenho.

O mercado de smartphones se transformou em um mercado de ações. Seja um fabricante de chips como a Qualcomm ou um provedor de IP principal como a Arm, o enorme potencial do campo de PCs da Arm pode ser seu próximo ponto de crescimento.

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