Sei mesi dopo, il ray tracing in tempo reale sarà standard sui flagship Android

Oltre all’iPhone dotato di chip serie A auto-sviluppati, la maggior parte dei SoC dei produttori Android proviene da Qualcomm, MediaTek e Samsung.

Tuttavia, Qualcomm, MediaTek e Samsung non sono profondamente coinvolti nella progettazione indipendente dell’architettura di CPU e GPU da parte del SoC e preferiscono concentrarsi sull’architettura della versione pubblica di Arm.

Questo porta un problema Quando la versione pubblica di Arm è progettata male , è facile provocare una reazione a catena, il chip di punta non funziona bene e, infine, anche il prodotto di punta di Android consuma una vasta area di calore ed energia.

Se la resa del processo della fonderia di trucioli non è elevata, sarà anche peggio.

Negli ultimi anni, anche i SoC Android di fascia alta sono caduti in un circolo vizioso e anche le ammiraglie Android di varie fabbriche sono state trascinate in acqua negli ultimi anni.

Originariamente considerata una conoscenza SoC relativamente di nicchia, è diventata gradualmente una consapevolezza di acquisto dei consumatori ordinari.

Tuttavia, rispetto alla tecnologia di processo che è più difficile da raggiungere, dopo che l’architettura della versione pubblica di Arm è stata finalizzata, può gradualmente invertire lo svantaggio attraverso l’ottimizzazione.

L’anno scorso, Arm ha introdotto il set di istruzioni Armv9 nell’architettura della versione pubblica, introducendo tre nuovi core CPU della versione pubblica, Cortex-X2, Cortex-A 710 e Cortex-A510.

Alla fine, negli Snapdragon 8 Gen1 e Dimensity 9000, questa nuova architettura presenta un certo miglioramento rispetto alla generazione precedente, ma c’è ancora molto spazio per l’ottimizzazione .

Alla conferenza Total Compute Solutions 2022 di pochi giorni fa, Arm ha annunciato l’ultima generazione della versione pubblica dell’architettura, che include i nuovi tre core CPU Cortex-A e una nuova serie di GPU.

Il fulcro della nuova generazione di architettura della CPU ruota quasi attorno all’ottimizzazione e al miglioramento, mentre la GPU riguarda davvero l’innovazione.

La CPU si concentra sul miglioramento dell’efficienza energetica

Il vantaggio dei chip Arm è il rapporto di efficienza energetica, ma negli ultimi anni l’emergere del core Cortex-X di grandi dimensioni ha anche iniziato a fare molti progressi nelle prestazioni assolute dei chip Arm sul lato mobile.

L’emergere di una nuova generazione di Cortex-X3 è ancora per le massime prestazioni: con la stessa frequenza di clock di 3,3 GHz di Cortex-X2, X3 ha un miglioramento delle prestazioni del 25%.

Se l’X3 funziona a 3,6 GHz, c’è un miglioramento del 34% rispetto ad alcuni processori per notebook tradizionali.

Ovviamente, il potenziale di overclocking e le prestazioni più elevate (e il consumo energetico) del super core Cortex-X3 sono per il PC di Arm, non per la prossima generazione di SoC di punta per telefoni cellulari.

Il grande core Cortex-A715 è più simile a un miglioramento rispetto al precedente A710 in termini di denominazione, concentrandosi sull’efficienza.

Dopo che la struttura principale è stata ottimizzata, Cortex-A715 offre un miglioramento delle prestazioni del 5% e una riduzione del 20% del consumo energetico.

Dal punto di vista della curva, indipendentemente dallo stato in cui si trova, l’A715 ha un rapporto di efficienza energetica migliore rispetto all’A710. A tal fine, Arm ha anche affermato che con la stessa frequenza e cache, l’A715 ha già prestazioni paragonabili all’X1.

Inoltre, sul core grande, Arm ha completamente annullato il supporto per l’app a 32 bit. Di conseguenza, il decodificatore di istruzioni dell’A715 è 4 volte più piccolo del suo predecessore, rendendo il core dell’A715 più efficiente in termini di area, potenza ed esecuzione.

Il nome del core centrale è ancora Cortex-A510, ma Arm lo ha ancora ottimizzato e lo ha definito un nuovissimo A510. (Sembra più un rifacimento dell’A510, dopotutto, il gioco precedente ha avuto molti problemi.)

Il nuovo core A510, con tempismo migliorato ed efficienza ottimizzata, riduce il consumo energetico del 5%. Ancora più importante, l’A510 ha aggiunto nuovamente il supporto per le app a 32 bit.

A tal fine, questo nuovo A510 sarà utilizzato anche in altri campi come l’Internet of Things e, analogamente, non solo per gli smartphone.

Oltre alle iterazioni ottimizzate dei tre core Cortex, anche la DSU (DynamIQ Shared Unit) di Arm viene aggiornata per supportare 12 core e 16 MB di cache L3.

Di conseguenza, i futuri processori Arm potrebbero avere una combinazione di core più ricca.Oltre alla comune architettura 1+3+4 triple-plex, può anche essere una combinazione di 1+4+4, 2+2+4, ecc. , e anche in alcuni Alla ricerca di chip a più alta energia, può essere utilizzata anche la combinazione definitiva di 8+4+0.

In generale, la nuova generazione di core Cortex di Arm ottimizza principalmente la struttura della generazione precedente, cercando di fornire un migliore rapporto di efficienza energetica e correggendo alcuni progetti irragionevoli della generazione precedente.

Inoltre, il design del core di Arm non si limita agli smartphone, ma ha iniziato ad ampliare la copertura di ciascun core: il core ultra-large X3 si concentra sullo sviluppo del campo dei PC, mentre il mid-core A510 ha una maggiore compatibilità per Internet delle cose e di altri campi.

Il ray-tracing della GPU diventerà standard

In passato, la GPU pubblica di Arm era più debole del core della CPU, più simile a una configurazione di base.

La versione pubblica della GPU Mali di Arm viene costantemente ripetuta: nella precedente generazione di chip di punta, la versione pubblica delle prestazioni del Mali è vicina all’Adreno auto-sviluppato di Qualcomm.

Con il rilascio di una nuova generazione di core CPU, Arm ha anche aggiornato una nuova generazione di GPU pubbliche. A differenza dei precedenti aggiornamenti di routine, questa volta Arm porta una nuova serie ammiraglia di Immortalis.

La più grande differenza tra la serie Immortalis e il Mali in funzione è il supporto per il ray tracing e, in termini di core, Immortalis-G715 ha almeno 10 core, mentre Mali-G715 può essere dotato di 7 ~ 9 core.

La differenza nel numero di core e il supporto per il ray tracing sull’hardware rendono l’Immortalis-G715 più utile Come il Cortex-X3, è più come fare una prefigurazione per il chip desktop Arm in anticipo.

Andy Craigen, direttore della gestione del prodotto presso Arm, afferma che l’Immortalis-G715 utilizza solo il 4% dell’area core dello shader, il che porta un aumento delle prestazioni di 3 volte attraverso l’accelerazione hardware.

In effetti, il ray-tracing basato su software è disponibile sulla GPU Mali-G710 di generazione precedente di Arm. Inoltre, Exynos 2200 di Samsung sta anche lavorando con AMD per introdurre il supporto per il ray tracing nell’hardware.

Che si tratti di produttori di chip o Arm, il ray tracing sul terminale mobile viene implementato in anticipo, ma al momento la maggior parte delle demo esterne sono alcune demo e gli sviluppatori di giochi non hanno fatto azioni chiare.

Per i giochi 3D mobili, è supportata un’ampia gamma di luci hardware, un po’ come l’oscurità prima dell’alba.

Tuttavia, in un’intervista con TheVerge, Paul Williamson di Arm ha accennato al fatto che quando il terminale dotato della GPU Immortalis-G715 sarà sul mercato il prossimo anno, ci saranno prodotti corrispondenti per fornire un’esperienza interessante.

Il Mali-G715 regolarmente aggiornato, come il Cortex-A715, si concentra sul miglioramento dell’efficienza energetica. Rispetto al G710, ha un’ottimizzazione dell’efficienza energetica del 15%.

Inoltre, Arm ha aggiornato anche una GPU posizionata leggermente più in basso rispetto alla Mali-G715, la Mali-G615. La differenza è che ha meno core (meno di 6) ed è orientata verso processori Arm di fascia media.

Per dire che il Mali-G715 e il G615 sono iterazioni regolari, l’Immortalis-G715 che supporta il tracciamento della luce sull’hardware è un grande aggiornamento e ha prestazioni di elaborazione migliori per le immagini 3D.

La serie di GPU Immortalis è simile ai super core Cortex-X, più simili a Arm preparati per processori desktop, e sembra che siano pronti per iniziare a lavorare sui PC Arm.

I produttori di chip stanno iniziando a prendere di mira il campo dei PC Arm

Oltre a Qualcomm, Samsung Exynos e MediaTek utilizzeranno direttamente l’architettura CPU e GPU pubblica di Arm, ma la frequenza e il processo core sono diversi.

Dopo che la precedente generazione Exynos 2200 di Samsung ha iniziato a collaborare con AMD per lanciare la GPU Xclipse, attualmente solo MediaTek sta sviluppando la serie Dimensity secondo l’architettura della versione pubblica Arm nel mercato SoC mainstream.

Simile a Samsung Exynos che ha trovato AMD per collaborare, Qualcomm ha acquisito direttamente NUVIA, una società con il proprio design di architettura del chip Arm, lo scopo è avviare il proprio chip di architettura Arm.

Qualcomm ha anche preparato internamente un chip con nome in codice “Hamoa” e l’obiettivo iniziale è il chip Apple M. La sua CPU introdurrà un core dell’architettura IP autoprogettato, piuttosto che l’architettura della versione pubblica Arm.

Molti analisti hanno anche affermato che Qualcomm prevede anche di introdurre il core della CPU della propria IP di progettazione nel chip Snapdragon, ovviamente, la premessa è che le prestazioni siano abbastanza buone.

Il motivo per cui non cambia direttamente come il chip Apple A è in realtà perché la quota di mercato del chip Snapdragon è troppo grande e il rischio è troppo alto.

Oggi, l’architettura della versione pubblica di Arm è più simile a una base, sempre più vicina a un riferimento per i produttori.

Anche i produttori di chip capaci stanno gradualmente iniziando a progettare la propria architettura di base, in modo da avere una maggiore differenziazione come i chip A e M di Apple, in modo da ottenere più ordini.

Anche l’architettura della versione pubblica Arm ha iniziato a concentrarsi sulla creazione dell’ecosistema Arm. Le prestazioni di picco delle serie di GPU Cortex-X e Immortalis con core ultra-largo sono state migliorate per il layout del processore Arm PC e la riprogettazione del Cortex-A510 ha prestazioni migliori.Compatibilità con le versioni precedenti.

Il mercato degli smartphone si è trasformato in un mercato azionario: che si tratti di un produttore di chip come Qualcomm o di un provider IP principale come Arm, l’enorme potenziale nel campo dei PC Arm potrebbe essere il loro prossimo punto di crescita.

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