Der ARM Mali-G77 Grafikprozessor ist um 40 % schneller geworden

Neben dem neuen Prozessor-Kern Cortex-A77 präsentierte das Unternehmen ARM einen Grafikprozessor, der für mobile System-on-Chip-Lösungen der nächsten Generation vorgesehen ist. Mali-G77, der nicht mit dem neuen Display-Prozessor verwechselt werden sollte, Mali-D77, markiert den Übergang von der ARM Bifrost-Architektur zu Valhall.

ARM erklärt einen signifikanten Anstieg der Grafikleistung von Mali-G77 – um 40 % im Vergleich zur aktuellen Generation Mali-G76. Dies wurde sowohl durch den Fertigungsprozess als auch durch architektonische Verbesserungen erreicht. Mali-G77 kann zwischen 7 und 16 Kernen haben (zukunftsorientiert ist eine Skalierung von 1 bis 32 möglich), wobei jeder von ihnen fast die gleiche Größe wie der G76 hat. Daher werden leistungsstarke Smartphones wahrscheinlich mit der gleichen Anzahl an GPU-Kernen ausgestattet sein.

In Spielen ist mit einer Leistungssteigerung von 20 bis 40 % zu rechnen, abhängig von der Art der grafischen Lasten. Anhand der Ergebnisse des beliebten Manhattan GFXBench-Tests wird die signifikante Überlegenheit des neuen Grafikprozessors im Vergleich zur aktuellen Generation auch die Konkurrenzfirma Qualcomm dazu bringen, über erhebliche Verbesserungen der Grafikleistung von Adreno nachzudenken.

Laut ARM bietet die neue Architektur Mali-G77 durchschnittlich eine Verbesserung der Energieeffizienz oder Leistung um 30 %. Die zweite Generation der skalaren ARM Valhall-Architektur ermöglicht es dem Grafikprozessor, 16 Befehle pro Zyklus auf einem Compute Unit (CU) parallel auszuführen, im Vergleich zu acht bei Bifrost (Mali-G76). Zu den weiteren Neuerungen gehören: vollständig hardwaregesteuertes dynamisches Befehlsscheduling und ein völlig neuer Befehlssatz mit Beibehaltung der Abwärtskompatibilität zu Bifrost. Zudem wurde die Unterstützung des Komprimierungsformats ARM AFBC 1.3 und weitere Neuerungen (FP16-Renderziele, geschichtete Darstellung und Vertex-Shader-Ausgaben) hinzugefügt.

Im Bifrost CU gab es 3 Ausführungseinheiten, von denen jede einen Cache für Instruktionen, einen Register und einen Warp-Steuerblock umfasste. Die Verteilung auf diese drei Einheiten ermöglichte die Ausführung von 24 FMA-Instruktionen mit 32-Bit Gleitkommaprecision (FP32). Im Valhall besitzt jeder CU nur eine Ausführungseinheit, die zwischen zwei Rechenmodulen aufgeteilt ist, die jeweils 16 Warp-Befehle pro Takt verarbeiten können. Dadurch wird eine Gesamtleistung von 32 FMA-FP32-Anweisungen pro CU erzielt. Dank dieser architektonischen Änderungen kann Mali-G77 im Vergleich zu Mali-G76 bei parallelen Berechnungen ein Drittel mehr mathematische Berechnungen durchführen.

Darüber hinaus enthält jedes dieser Rechenmodule CU zwei neue mathematische Funktionsblöcke. Der neue Umwandlungsblock (CVT) verarbeitet grundlegende Ganzzahlen, logische, verzweigende und Umwandlungsinstruktionen. Der spezielle Funktionsblock (SFU) beschleunigt die Operationen zur Multiplikation von Ganzzahlen, Division, Quadratwurzel, Logarithmen und anderen komplexen ganzzahligen Funktionen.

Im Standard-FMA-Block gibt es mehrere Konfigurationen, die die Ausführung von 16 FP32-Instruktionen pro Zyklus, 32 FP16 oder 64 INT8 Dot Product unterstützen. Diese Optimierungen können die Leistung in maschinellen Lernanwendungen um bis zu 60 % steigern.

Eine weitere Schlüsseländerung im Mali-G77 ist die Verdopplung der Leistung des Texturmoduls, das jetzt 4 bilineare Texturen pro Takt verarbeitet, im Vergleich zu zuvor zwei, sowie 2 trilineare Texturen pro Takt, was eine schnellere Filterung von FP16 und FP32 ermöglicht.

ARM hat auch eine Reihe anderer Änderungen vorgenommen, sodass Mali-G77 und Valhall einen erheblichen Leistungsschub für Gaming-Workloads und maschinelles Lernen versprechen. Es ist wichtig zu beachten, dass der Energieverbrauch und der Chip-fläche auf dem Niveau von Bifrost geblieben sind, was die Einführung mobiler Geräte mit höherer Spitzenleistung ohne Erhöhung der Anforderungen an den Energieverbrauch, die Wärmeabfuhr und die Größe verspricht.

Quelle: 3dnews.ru