Зміст
Що стосується графіки смартфонів, то більшість пристроїв Android використовують одиниці графічної обробки (GPU) або від Qualcomm (Adreno), або від Arm (Mali), але, як би сказав Yoda, є ще один.
Можливо, ви помітили ім'я PowerVR стосовно деяких процесорів Android. PowerVR - це серія GPU від Imagination Technologies. Процесор MediaTek Helio P90 використовує PowerVR GM9446, MediaTek Helio X30 використовує PowerVR 7XTP-MT4, а Helio P22 використовує PowerVR GE8320. Інші процесори MediaTek, включаючи Helio P35, Helio X10 і MT8183 (знайдені в Amazon Kindle Fire HD), також використовують графічні процесори PowerVR.
Це не лише MediaTek. Unisoc SC9861G-IA використовує PowerVR GT7200. У лінійці Atom від Intel є кілька моделей з процесорами PowerVR. PowerVR також можна знайти у процесорах від Allwinner та Rockchip.
Слон в кімнаті - Apple. До недавнього часу Apple включила графічні процесори Imagination у свої процесори серії A. Процесор Apple A4, знайдений в iPhone 4, використовував PowerVR SGX 535. А5 та А6 використовували PowerVR SGX543, A7 використовували PowerVR G6430, A8 використовували GX6450, а A9 використовували GT7600. І саме тут все закінчилося досить круто. Хоча A10, ймовірно, використовував якийсь гібридний графічний графічний процессор, стосунки Apple із Imagination різко змінилися. Результатом цього стало потрясіння для компанії на комерційному рівні. Були зміни на вершині (генеральний директор та фінансовий директор), компанія продала свій підрозділ процесора MIPS, і врешті решту компанії придбав Canyon Bridge, Китайський фонд приватного капіталу.
Слон в кімнаті - Apple.
Однак графічні процесори PowerVR не загинули, і це, можливо, має світле майбутнє. Графічні процесори є більш ніж просто смартфонами. Всі пристрої з телевізорів, смарт-телевізорів, автомобільних інформаційно-розважальних систем та медичного обладнання - усі вони використовують графічні процесори. По-друге, постійне використання процесорів PowerVR в нових процесорах, як Helio P90, означає, що виробники SoC все ще розглядають PowerVR GPU як життєздатний варіант. По-третє, поточний ландшафт GPU змінюється, і якщо Imagination здатна їхати за хвилею, то вона може вийти на перше місце. Більше про це пізніше.
Іменування
Називати речі завжди важко, але деякі компанії краще, ніж інші. Схеми називання GPU Qualcomm та Arm відносно прості. Схема іменування GPU Imagination трохи більш нюансована!
Перша ключова інформація - це те, що в даний час у компанії є дві основні архітектури GPU: Rogue та Furian. Перші графічні процесори на базі Rogue були випущені в 2012 році разом із графічними процесорами PowerVR Series6. Архітектура Rogue була видозмінена та розвинута впродовж багатьох років і слугувала основою для всіх графічних процесорів Imaginations до та включаючи графічні процесори Series9XE та Series9XM 2017 року.
Furian - це новіша архітектура GPU, перше оновлення архітектури Imagination з 2012 року. На даний момент є два графічні процесори Furian, PowerVR GT8525 і PowerVR GT8540. Обидва є частиною діапазону PowerVR Series8XT, що трохи заплутано, оскільки GPU Series9XE та XM використовують старішу архітектуру Rogue, як і Series8XE та Series8XE Plus. Наразі жодні оголошені мобільні процесори не використовують графічний процесор Furian.
Розуміння номерів моделей
Графічні процесори PowerVR зазвичай використовують чотиризначні номери моделей. GPU в Helio P90 - це GM9446, тоді як в Helio P22 використовується GE8320. Що означають усі ці числа?
Перша цифра - це номер серії. Таким чином, всі процесори в діапазоні Series8XE і XE Plus починаються з 8. Процесори в діапазоні Series9 починаються з дев'ятки тощо.
Друга цифра вказує, скільки пікселів обробляється за тактовий цикл. Як правило, вказане число становить половину від фактичної частоти пікселів. Отже, "4" означає вісім пікселів на годинник, "2" означає чотири піксельні тактові годинники, а "1" - два пікселі на годинник.
Наразі компанія має дві основні архітектури GPU: Rogue та Furian.
Третя цифра - це вказівка потужності процесора GPU. Деякі виробники GPU цитують кількість "ядер" в GPU.Термін "ядро" є відкритим для деякого креативного обліку, а також деякого технічного рукоділля, тобто те, що один постачальник означає "серцевина", відрізняється від іншого. Я занурюся в цю тему трохи глибше за мить, але чим вище третя цифра, тим вища продуктивність. Коефіцієнти різні у кожного покоління, але для графічних процесорів Series9:
- 1 = 64 FP16 FLOPs / Clock
- 2 = 128 FP16 FLOPs / Clock
- 4 = 256 FP16 FLOPs / Clock
Остання цифра - прапор функції. Наприклад, GE8322 (зверніть увагу на два в кінці) підтримує компресію буфера кадру PVRIC (алгоритм стиснення та декомпресії без втрат PowerVR), тоді як GE8340 (відзначте нуль), це не підтримує.
Ядра, одиниці виконання, ALU
Давним-давно у всесвіті, далеко-далеко, GPU використовували два різних типи шейдерів. Шейдери Vertex, які відповідали за перетворення в списку точок (вершин) від тривимірного світу до 2D світу плоского екрана; і шейдери Pixel, які розраховували колір пікселя на основі інформації про освітлення та текстуру. Ці шейдери були програмованими, і зазвичай було більше шейдерів Pixel, ніж шейдерів Vertex.
Шейдери стають відомими як ядра, і з появою Єдиної моделі шейдерів, де шейдер міг би діяти як шейдер вершини або шейдер Pixel, термін core став ще більш популярним.
Із розвитком графічних процесорів форма цих стрижнів почала змінюватися. Раніше одне ядро шейдера містило всю необхідну логіку, включаючи планування, виконання та відправлення інструкцій, що працюють на шейдері (оскільки вони програмовані). Щоб збільшити пропускну здатність, дизайнери GPU почали збільшувати певні частини конструкції шейдерів, роблячи їх “товстішими” посередині. Це може подвоїти або вчетверо збільшити пропускну здатність ядра шейдера, але тепер виникає питання, чи мати одне ядро з чотирма одиницями виконання або чотирма ядрами.
У графічних процесорах PowerVR біти, які виконують фактичну математику, називаються Арифметичною логічною одиницею (ALU). Вони мають 16-ти та 32-бітовий смак і згруповані в кластери.
PowerVR GX6650 має шість кластерів із загальною кількістю ядер ALU 192 32 біт (FP32), чи слід це називати 192-ядерним графічним процесором? Можливо, схема імен уявлення - найкращий підхід зрештою!
Ландшафт GPU змінюється
Графічні процесори раніше мали лише одне завдання і одне завдання, тривимірну графіку, але час, коли вони змінюються ». Тепер GPU вирішують всілякі високо паралельні завдання наукових обчислень та машинного навчання. Більшість цього все ще відбувається на суперкомп'ютерах або на машинах, побудованих з декількома відеокартами високого класу. Однак він починає стискатися до мобільних графічних процесорів. Сучасні флагманські смартфони можуть запускати моделі висновку нейронної мережі для таких речей, як розпізнавання об'єктів у додатку камери. Сам Android тепер має нейронну мережевий API, який може використовувати GPU, якщо потрібні драйвери є.
Графічні процесори PowerVR є частиною цього ландшафту, що змінюється, і сумісні з нейронною мережею HAL OpenCL та Android. Якщо роботи нейронної мережі в графічному процесорі недостатньо, у Imagination також є прискорювач нейронної мережі, який підтримує нейронну мережу Android HAL, Caffe та TensorFlow.
А далі є Raytracing.
Потім відбувається проміння. Нещодавно Nvidia виступила із заголовками на своїх настільних графічних процесорах, здатних виконувати ретрансляцію в режимі реального часу. Як оновлювач, променева стрічка - це техніка, яка «простежує» шлях світлових променів через тривимірне середовище. Він спрямований на те, щоб тісно імітувати фактичну фізику світла. Результатом є надзвичайно реалістичні ефекти освітлення, тіні, відбиття та заломлення.
Уява протягом багатьох років є лідером в апаратному базі даних, і хоча її ще немає в мобільних процесорах компанії, вона, безумовно, набирає позиції на робочому столі. Наразі «Уява» не продає графічні карти для настільних комп'ютерів, але вона створила деякий мобільний апарат із підтвердженням концепції, зокрема PowerVR GR6500.
Вам може бути цікаво, як компанія, яка не продає жодного фактичного обладнання для випромінювання, може бути «лідером в області апаратного випромінювання». Відповідь - інтелектуальна власність. Уява не дає чіпів, вся її технологія GPU ліцензується виробниками мікросхем, як MediaTek, і включається в мобільні процесори разом із процесором та іншими частинами.
Те саме, мабуть, стосується і апаратних прийомів та технологій рентгенізації. Уява не оприлюднювало жодних публічних повідомлень про те, хто ліцензує свою технологію просвічування, але ми можемо міркувати!
Ринок мобільних GPU є текучим. Контракти виграються, а контракти втрачаються. Виробники мобільних процесорів завжди шукають перевагу перед своїми конкурентами щодо продуктивності, енергоефективності, вартості та особливостей. У той час як Imagination та Apple мають інші стосунки сьогодні, інші виробники чіпів потребують частин GPU, включаючи MediaTek. Крім MediaTek є й інші можливості, не тільки на мобільному, але й на інших ринках, таких як автомобільний, домашній розваги та медичний.
Чи коли-небудь Samsung відійде від свого поточного постачальника GPU? Що з Huawei? Чи є ще місце для PowerVR поряд із процесорними процесорами Intel? А як щодо Pinecone Unisoc або Xiaomi, або навіть довгого слухання наступної ітерації процесора NUCLUN від LG?
Підбивання
PowerVR GPU - це альтернативна альтернатива GPU для екосистеми після пропозицій від Qualcomm та Arm. Ми ще не бачили мобільний GPU на основі Furian у фактичному чіпі, і було б цікаво його побачити. З появою мобільного машинного навчання та обіцянок щодо можливих технологій ретрансляції в мобільних процесорах, ми всі були б розумні, щоб слідкувати за уявою, тому що ми можемо всі здивуватися, побачивши, де наступні графічні процесори PowerVR з’являються далі!
