Ein halbes Jahr später wird Echtzeit-Raytracing bei Android-Flaggschiffen Standard sein

Neben dem mit selbst entwickelten Chips der A-Serie ausgestatteten iPhone stammen die meisten SoCs der Android-Hersteller von Qualcomm, MediaTek und Samsung.

Qualcomm, MediaTek und Samsung sind jedoch nicht tief in das unabhängige Design der CPU- und GPU-Architektur von SoC involviert und konzentrieren sich lieber auf die Architektur der öffentlichen Version von Arm.

Dies bringt ein Problem mit sich: Wenn die öffentliche Arm-Version schlecht gestaltet ist, kann es leicht zu einer Kettenreaktion kommen, der Flaggschiff-Chip funktioniert nicht gut und schließlich verbraucht das Android-Flaggschiffprodukt auch eine große Fläche an Wärme und Strom.

Wenn die Prozessausbeute der Chipgießerei nicht hoch ist, wird es noch schlimmer.

In einen solchen Teufelskreis sind in den letzten Jahren auch Android-High-End-SoCs geraten, und auch die Android-Flaggschiffe diverser Fabriken wurden in den letzten Jahren ins Wasser gezogen.

Ursprünglich als relatives Nischen-SoC-Wissen betrachtet, hat es sich allmählich zu einem Kaufbewusstsein der normalen Verbraucher entwickelt.

Im Vergleich zu der schwieriger aufzuholenden Prozesstechnologie kann Arm jedoch nach der Fertigstellung der öffentlichen Versionsarchitektur den Nachteil durch Optimierung schrittweise ausgleichen.

Letztes Jahr führte Arm den Armv9-Befehlssatz in der Architektur der öffentlichen Version ein und brachte drei neue CPU-Kerne der öffentlichen Version, Cortex-X2, Cortex-A 710 und Cortex-A510.

Am Ende hat diese neue Architektur bei Snapdragon 8 Gen1 und Dimensity 9000 eine gewisse Verbesserung gegenüber der vorherigen Generation, aber es gibt noch viel Raum für Optimierungen .

Auf der Konferenz Total Compute Solutions 2022 vor wenigen Tagen kündigte Arm die neueste Generation der öffentlichen Version der Architektur an, darunter die neuen Cortex-A-Drei-CPU-Kerne und eine neue GPU-Serie.

Der Kern der neuen Generation der CPU-Architektur dreht sich fast um Optimierung und Verbesserung, während es bei der GPU wirklich um Innovation geht.

CPU konzentriert sich auf die Verbesserung der Energieeffizienz

Der Vorteil von Arm-Chips ist das Energieeffizienzverhältnis, aber in den letzten Jahren hat das Aufkommen von Cortex-X mit supergroßem Kern auch begonnen, große Fortschritte bei der absoluten Leistung von Arm-Chips auf der mobilen Seite zu machen.

Das Erscheinen einer neuen Generation von Cortex-X3 stellt immer noch Spitzenleistungen dar. Unter der gleichen 3,3-GHz-Taktfrequenz wie Cortex-X2 weist X3 eine Leistungssteigerung von 25 % auf.

Wenn der X3 mit 3,6 GHz läuft, gibt es eine Verbesserung von 34 % gegenüber einigen Mainstream-Notebook-Prozessoren.

Offensichtlich ist das Übertaktungspotenzial und die höhere Leistung (und der Stromverbrauch) des Cortex-X3-Superkerns für Arms PC, nicht für die nächste Generation von Mobiltelefon-Flaggschiff-SoCs.

Der große Kern Cortex-A715 ist eher eine Verbesserung des vorherigen A710 in Bezug auf die Benennung und konzentriert sich auf die Effizienz.

Nachdem die Kernstruktur optimiert wurde, bringt der Cortex-A715 eine Leistungssteigerung von 5 % und eine Reduzierung des Stromverbrauchs von 20 %.

Aus Kurvensicht hat der A715, egal in welchem ​​Zustand er sich befindet, ein besseres Energieeffizienzverhältnis als der A710. Zu diesem Zweck sagte Arm auch, dass der A715 bei gleicher Frequenz und gleichem Cache bereits eine mit dem X1 vergleichbare Leistung hat.

Darüber hinaus hat Arm auf dem großen Kern die Unterstützung für 32-Bit-Apps vollständig eingestellt. Infolgedessen ist der Befehlsdecoder des A715 viermal kleiner als sein Vorgänger, wodurch der A715-Kern effizienter in Bezug auf Fläche, Leistung und Ausführung wird.

Der mittlere Kern heißt immer noch Cortex-A510, Arm hat ihn aber noch optimiert und einen brandneuen A510 genannt. (Es fühlt sich eher wie eine Wiederholung des A510 an, schließlich hatte das vorherige Spiel viele Probleme.)

Der neue A510-Core mit verbessertem Timing und optimierter Effizienz reduziert den Stromverbrauch um 5 %. Am wichtigsten ist, dass der A510 die Unterstützung für 32-Bit-Apps wieder hinzugefügt hat.

Zu diesem Zweck wird dieser neue A510 auch in anderen Bereichen wie dem Internet der Dinge eingesetzt, und zwar nicht nur für Smartphones.

Zusätzlich zu den optimierten Iterationen der drei eigenen Cortex-Kerne wird auch Arms DSU (DynamIQ Shared Unit) aktualisiert, um 12 Kerne und 16 MB L3-Cache zu unterstützen.

Infolgedessen können zukünftige ARM-Prozessoren eine reichhaltigere Kernkombination haben.Neben der üblichen 1+3+4-Dreiplex-Architektur kann es auch eine Kombination aus 1+4+4, 2+2+4 usw. sein. , und sogar in einigen Auf der Suche nach energiereicheren Chips kann auch die ultimative Kombination von 8 + 4 + 0 verwendet werden.

Im Allgemeinen optimieren die Cortex-Kerne der neuen Generation von Arm hauptsächlich die Struktur der vorherigen Generation, versuchen, ein besseres Energieeffizienzverhältnis bereitzustellen, und korrigieren einige unvernünftige Designs der vorherigen Generation.

Darüber hinaus ist das Kerndesign von Arm nicht auf Smartphones beschränkt, sondern hat begonnen, die Abdeckung jedes Kerns zu erweitern.Der ultragroße Kern X3 konzentriert sich auf die Entwicklung des PC-Bereichs, während der Mid-Core-A510 eine stärkere Kompatibilität für das Internet aufweist von Dingen und anderen Feldern.

GPU-Raytracing wird zum Standard

In der Vergangenheit war die öffentliche GPU von Arm schwächer als der CPU-Kern, eher wie eine Basiskonfiguration.

Arms öffentliche Version der Mali-GPU wird ständig weiterentwickelt.In der vorherigen Generation von Flaggschiff-Chips liegt die Leistung der öffentlichen Version von Mali nahe an der von Qualcomm selbst entwickelten Adreno.

Mit der Veröffentlichung einer neuen Generation von CPU-Kernen hat Arm auch eine neue Generation öffentlicher GPUs aktualisiert. Im Gegensatz zu den vorherigen Routine-Upgrades bringt Arm dieses Mal eine neue Immortalis-Flaggschiff-Serie.

Der größte Funktionsunterschied zwischen der Immortalis-Serie und Mali ist die Unterstützung für Raytracing, und in Bezug auf den Kern hat Immortalis-G715 mindestens 10 Kerne, während Mali-G715 mit 7 bis 9 Kernen ausgestattet werden kann.

Der Unterschied in der Anzahl der Kerne und die Unterstützung für Raytracing auf der Hardware machen den Immortalis-G715 brauchbarer, ähnlich wie der Cortex-X3 ist er eher eine Vorahnung für den Arm-Desktop-Chip im Voraus.

Andy Craigen, Director of Product Management bei Arm, behauptet, dass die Immortalis-G715 nur 4 % der Shader-Core-Fläche nutzt, was einen 3-fachen Leistungsschub durch Hardwarebeschleunigung bringt.

Tatsächlich ist softwarebasiertes Raytracing auf der Mali-G710-GPU der vorherigen Generation von Arm verfügbar. Darüber hinaus arbeitet Samsungs Exynos 2200 auch mit AMD zusammen, um Unterstützung für Raytracing in Hardware einzuführen.

Unabhängig davon, ob es sich um Arm- oder Chiphersteller handelt, wird Raytracing auf dem mobilen Endgerät im Voraus eingesetzt, aber derzeit sind die meisten externen Demos nur wenige Demos, und Spieleentwickler haben keine klaren Maßnahmen ergriffen.

Für mobile 3D-Spiele wird eine breite Palette von Hardwarelicht unterstützt, ähnlich wie die Dunkelheit vor der Morgendämmerung.

In einem Interview mit TheVerge deutete Paul Williamson von Arm jedoch an, dass es, wenn das mit der Immortalis-G715-GPU ausgestattete Terminal nächstes Jahr auf den Markt kommt, entsprechende Produkte geben wird, um ein interessantes Erlebnis zu bieten.

Der regelmäßig aktualisierte Mali-G715 konzentriert sich wie der Cortex-A715 auf die Verbesserung der Energieeffizienz und hat im Vergleich zum G710 eine 15-prozentige Energieeffizienzoptimierung.

Darüber hinaus hat Arm mit der Mali-G615 auch eine GPU aktualisiert, die etwas tiefer positioniert ist als die Mali-G715, mit dem Unterschied, dass sie weniger Kerne (weniger als 6) hat und auf Arm-Prozessoren der Mittelklasse ausgerichtet ist.

Zu sagen, dass die Mali-G715 und G615 regelmäßige Iterationen sind, ist die Immortalis-G715, die Lichtverfolgung auf der Hardware unterstützt, ein großes Upgrade und hat eine bessere Rechenleistung für 3D-Bilder.

Die GPUs der Immortalis-Serie ähneln Cortex-X-Superkernen, eher wie Arm, der für Desktop-Prozessoren vorbereitet ist, und es scheint, dass sie bereit sind, mit der Arbeit an Arm-PCs zu beginnen.

Chiphersteller fangen an, den Arm-PC-Bereich ins Visier zu nehmen

Neben Qualcomm werden Samsung Exynos und MediaTek direkt die öffentliche CPU- und GPU-Architektur von Arm verwenden, aber die Kernfrequenz und der Prozess sind unterschiedlich.

Nachdem Samsungs Vorgängergeneration Exynos 2200 begann, mit AMD zusammenzuarbeiten, um die Xclipse-GPU auf den Markt zu bringen, entwickelt derzeit nur MediaTek die Dimensity-Serie gemäß der Arm-Public-Version-Architektur im Mainstream-SoC-Markt.

Ähnlich wie Samsung Exynos AMD zur Zusammenarbeit aufforderte, erwarb Qualcomm direkt NUVIA, ein Unternehmen mit einem eigenen Design der Arm-Chip-Architektur, mit dem Ziel, einen eigenen Arm-Architektur-Chip zu starten.

Qualcomm hat auch intern einen Chip mit dem Codenamen „Hamoa“ vorbereitet, und das anfängliche Ziel ist der Apple M-Chip. Seine CPU wird einen selbst entworfenen IP-Architekturkern einführen, anstatt die Architektur der öffentlichen Version von Arm.

Viele Analysten sagten auch, dass Qualcomm auch plant, den CPU-Kern seiner eigenen Design-IP in den Snapdragon-Chip einzuführen, natürlich ist die Prämisse, dass die Leistung gut genug ist.

Der Grund, warum er nicht direkt wie der Apple-A-Chip schaltet, liegt eigentlich darin, dass der Marktanteil des Snapdragon-Chips zu groß und das Risiko zu hoch ist.

Heute ist die Architektur der öffentlichen Version von Arm eher eine Grundlage und nähert sich immer mehr einer Referenz für Hersteller.

Leistungsfähige Chiphersteller beginnen auch allmählich, ihre eigene Kernarchitektur zu entwerfen, um sich wie Apples A- und M-Chips stärker zu differenzieren , um mehr Aufträge zu erhalten.

Die Architektur der öffentlichen Arm-Version konzentriert sich auch auf die Schaffung des Arm-Ökosystems.Die Spitzenleistung der Ultra-Large-Core-Cortex-X- und Immortalis-GPU-Serien wird für das Layout des Arm-PC-Prozessors und die Neugestaltung verbessert des Cortex-A510 hat eine bessere Leistung Abwärtskompatibilität.

Der Smartphone-Markt hat sich in einen Aktienmarkt verwandelt.Ob es sich um einen Chiphersteller wie Qualcomm oder einen Core-IP-Anbieter wie Arm handelt, das enorme Potenzial des Arm-PC-Bereichs könnte ihr nächster Wachstumspunkt sein.

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