Tartalom
Ami az okostelefon grafikáját illeti, a legtöbb Android készülék vagy a Qualcomm (Adreno), vagy az Arm (Mali) grafikus feldolgozó egységeit (GPU) használja, de ahogy Yoda mondaná, van egy másik.
Talán észrevette a PowerVR nevet néhány Android processzorral kapcsolatban. A PowerVR egy GPU sorozat a Imagination Technologies-től. A MediaTek Helio P90 processzor a PowerVR GM9446, a MediaTek Helio X30 a PowerVR 7XTP-MT4, a Helio P22 pedig a PowerVR GE8320. Más MediaTek processzorok, köztük a Helio P35, a Helio X10 és az MT8183 (az Amazon Kindle Fire HD-ben található) szintén PowerVR GPU-kat használnak.
Ez nem csak a MediaTek. Az Unisoc SC9861G-IA a PowerVR GT7200 készüléket használja. Az Intel Atom sorozatának számos modellje van PowerVR GPU-val. A PowerVR megtalálható az Allwinner és a Rockchip processzoraiban is.
A szobában az elefánt az Apple. A közelmúltig az Apple beépítette a Imagination GPU-ját A-sorozatú processzorába. Az iPhone 4-ben található Apple A4 processzor a PowerVR SGX 535-öt használta. Az A5 és az A6 a PowerVR SGX543-at, az A7 a PowerVR G6430-at, az A8 a GX6450-et, az A9 pedig a GT7600-at használták. És ez az, ahol egész hirtelen véget ért. Míg az A10 valószínűleg valamilyen egyedi hibrid GPU-t használt, az Apple és a Képzelet kapcsolata drasztikusan megváltozott. Ennek eredményeként a társaság üzleti szinten forradalmat okozott. Végül változások történtek (vezérigazgató és CFO), a társaság eladta a MIPS CPU részleget, végül a társaság fennmaradó részét a Canyon Bridge, egy kínai központú magántőke-alap megvásárolta.
A szobában az elefánt az Apple.
A PowerVR GPU-k azonban nem haltak meg, és ennek valószínűleg fényes jövője van. A GPU-k nemcsak okostelefonokban találhatók meg. Mindenféle eszköz, a set-top boxoktól, az intelligens TV-k, az autó infotainment rendszerek és az orvosi berendezések, mind GPU-kat használ. Másodszor, a PowerVR GPU-k folyamatos használata az új processzorokban, mint például a Helio P90, azt jelenti, hogy a SoC gyártók továbbra is életképes opciónak tekintik a PowerVR GPU-t. Harmadsorban, a jelenlegi GPU-táj változik, és ha a Képzelet képes a hullám irányítására, akkor az tetején jelenhet meg. Erről bővebben később.
elnevezési
A dolgok elnevezése mindig nehéz, de egyes vállalatok jobbak, mint mások. A Qualcomm és a Arm GPU elnevezési sémái viszonylag egyértelműek. Az Imagination GPU elnevezési sémája kissé árnyaltabb!
Az első fontos információ az, hogy a vállalatnak jelenleg két fő GPU architektúrája van: Rogue és Furian. Az első Rogue-alapú GPU-k 2012-ben jelentek meg a PowerVR Series6 GPU-kkal. A Rogue architektúrát az évek során megfejtették és fejlesztették, és alapját képezték minden Képzeletbeli GPU-nak, egészen a 2017-es Series9XE és Series9XM GPU-kig.
A Furian egy újabb GPU-architektúra, az Imagination első építészeti revíziója 2012 óta. Jelenleg két Furian GPU van, a PowerVR GT8525 és a PowerVR GT8540. Mindkettő a PowerVR Series8XT sorozat részét képezi, ami kissé zavaró, mivel a Series9XE és az XM GPU-k a régebbi Rogue architektúrát használják, akárcsak a Series8XE és a Series8XE Plus. Jelenleg egyetlen bejelentett mobil processzor sem használ Furian GPU-t.
A modellszámok megértése
A PowerVR GPU-k általában négyjegyű modellszámot használnak. A Helio P90 GPU-je a GM9446, míg a Helio P22 a GE8320-at használja. Mit jelentenek ezek a számok?
Az első számjegy a „sorozat” szám. Tehát a Series8XE és az XE Plus sorozat összes processzora nyolcnal kezdődik. A Series9 sorozat processzorainak kilenc indul, és így tovább.
A második számjegy azt jelzi, hogy hány pixelt dolgoztak fel egy óraciklusonként. Általában a megadott szám a tényleges pixelsebesség felének. Tehát a „4” jelentése nyolc pixel / óra, „2”: négy pixel / óra, és „1”: két pixel / óra.
A társaságnak jelenleg két fő GPU architektúrája van: Rogue és Furian.
A harmadik számjegy a GPU feldolgozási teljesítményét jelzi. Egyes GPU-gyártók idézik a „magok” számát a GPU-ban.A „mag” kifejezés nyitott bizonyos kreatív könyvelésre és bizonyos technikai kézimunka-átalakításokra is, vagyis az, hogy mit jelent az egyik eladó a „mag” alatt, a másiktól eltér. Egy pillanat alatt kissé mélyebben belemerülök ebbe a témába, de minél magasabb a harmadik számjegy, annál jobb a teljesítmény. Az árak minden generációnként eltérőek, de a Series9 GPU-k esetében:
- 1 = 64 FP16 FLOP / óra
- 2 = 128 FP16 FLOP / óra
- 4 = 256 FP16 FLOP / óra
Az utolsó számjegy jellegzetes zászló. Például a GE8322 (vegye figyelembe a kettőt a végén) támogatja a PVRIC keretpuffer-tömörítést (a PowerVR veszteségmentes tömörítési és dekompressziós algoritmusa), míg a GE8340 (vegye figyelembe a nullát) nem támogatja.
Magok, végrehajtó egységek, ALU-k
Rég régen, egy távoli, távoli világegyetemben a GPU-k két különféle típusú árnyékolót használtak. A Vertex árnyékolók, amelyek felelõsek az átalakítások elvégzésében a pontok (csúcsok) listáján a 3D-s világból a síkképernyõ 2D-s világába; és Pixel árnyékolók, amelyek a megvilágítás és a textúra alapján kiszámították a pixel színét. Ezek az árnyékolók programozhatók voltak, és általában több Pixel árnyékoló volt, mint a Vertex árnyékoló.
Az árnyékolók magról ismertek, és a Unified Shader Model megjelenésével, ahol a shader Vertex vagy Pixel shaderként működhet, a mag kifejezés még népszerűbbé vált.
A GPU tervezésének előrehaladtával ezeknek a magoknak a formája kezdett morfolódni. Korábban egyetlen shader mag tartalmazta az összes szükséges logikát, beleértve a shaderben futó utasítások ütemezését, végrehajtását és továbbítását (mert ezek programozhatók). Az áteresztőképesség növelése érdekében a GPU-tervezők elkezdték növelni az árnyékoló kialakításának egyes részeit, közepén kövérbbé téve őket. Ez megduplázhatja vagy megnégyszerezheti az árnyékoló mag átvitelét, de most felmerül a kérdés, hogy van-e egy mag négy végrehajtó egységgel vagy négy mag.
A PowerVR GPU-kban a tényleges matematikát végző biteket aritmetikai logikai egységnek (ALU) hívják. 16 bites és 32 bites ízekben készülnek, és klaszterekbe vannak csoportosítva.
A PowerVR GX6650 hat klaszterből áll, összesen 192 32 bites (FP32) ALU maggal, 192 magú GPU-nak kell nevezni? Lehet, hogy a képzelet elnevezési sémája a legjobb módszer!
A GPU-táj változik
A GPU-knak csak egy és egyetlen feladata volt, 3D-s grafika, de ezek egyszeri változások. A GPU-k most már mindenféle, nagyon párhuzamos feladatot kezelnek a tudományos számítástechnikában és a gépi tanulásban. Ennek nagy része továbbra is szuperszámítógépeken vagy több csúcskategóriás grafikus kártyával felszerelt gépeken történik. Ugyanakkor a mobil GPU-k felé kezd csúszni. A modern zászlóshajó okostelefonok neurális hálózati következtetési modelleket futtathatnak, például az objektumok felismerése érdekében a kamera alkalmazásban. Maga az Androidnak már van egy neurális hálózati API, amely képes használni a GPU-t, ha a megfelelő illesztőprogramok rendelkezésre állnak.
A PowerVR GPU-k a változó táj részét képezik, és kompatibilisek az OpenCL és az Android neurális hálózatának HAL-jával. Ha egy neurális hálózat GPU-n történő futtatása nem elegendő, akkor a Képzeletnek van egy neurális hálózati gyorsítója is, amely támogatja az Android neurális hálózatának HAL, Caffe és TensorFlow verzióit.
És akkor van Raytracing.
Aztán ott van a sugárzás. Az Nvidia nemrégiben váltotta fel a főcímeket asztali GPU-val, amelyek képesek valós idejű sugárkeresésre. Frissítőként a sugárkeresés olyan technika, amely „nyomon követi” a fénysugarak útját egy 3D-s környezetben. Célja a fény tényleges fizikájának szoros utánozása. Az eredmény rendkívül valósághű világítás, árnyékok, visszaverődés és töréshatások.
A képzelet évek óta vezető szerepet játszik a hardver-alapú sugárzásban, és bár ez még nem szerepel a vállalat mobil processzorain, minden bizonnyal növekszik az asztalon. Az Imagination jelenleg nem értékesít asztali számítógépekhez tartozó nyomkövető grafikus kártyákat, de előállított néhány koncepció-bizonyosságú mobil hardvert, beleértve a PowerVR GR6500-at.
Kíváncsi lehet, hogy egy olyan vállalat, amely nem ad el semmilyen tényleges sugárkeresési hardvert, lehet „vezető szerepet tölt be a hardver alapú sugárzásban”. A válasz szellemi tulajdon. A képzelet nem készít chipeket, az összes GPU-technológiáját a chip-gyártók, például a MediaTek engedélyezik, és beépítik a mobil processzorokba, valamint a CPU-t és más alkatrészeket.
Valószínűleg ugyanez igaz a sugárkereső hardver technikáira és technológiájára. A képzelet nem tett nyilvános bejelentést arról, hogy ki engedélyezi a sugárzástechnikáját, de spekulálhatunk!
A mobil GPU-piac folyékony. A szerződéseket megnyerik és a szerződéseket elveszítik. A mobil processzorok gyártói a teljesítmény, az energiahatékonyság, a költség és a szolgáltatások szempontjából mindig előnyt keresnek versenytársaik felett. Míg a Imagination és az Apple egymástól eltérő kapcsolatban vannak, más chipgyártóknak GPU-alkatrészekre van szükségük, ideértve a MediaTek-et is. A MediaTek mellett más lehetőségek is vannak, nem csak a mobiltelefonokon, hanem más piacokon is, például az autóiparban, az otthoni szórakozásban és az orvosi piacon.
Vajon a Samsung elmozdul a jelenlegi GPU-szállítójától? Mi a helyzet Huaweivel? Van még hely a PowerVR-hez az Intel táblagépének CPU-ja mellett? Mi lenne az Unisoc vagy a Xiaomi Pinecone, vagy akár az LG NUCLUN processzorának régóta beszédelt következő iterációjával?
Wrap-up
A PowerVR GPU-k az Android ökoszisztéma alternatív GPU-opciói, a Qualcomm és az Arm kínálatát követően. Még nem láttunk egy furiai alapú mobil GPU-t egy valódi chipben, és érdekes lenne azt látni. A mobil gépi tanulás megjelenésével és a mobil processzorok esetleges sugárkeresési technológiájának ígéretével mindannyian bölcs dolog lenne szemmel tartani a képzeletünket, mert mindannyian meglephetünk, hogy láthatjuk, hol jelennek meg a PowerVR GPU-k legközelebb!
