Arm представя второ поколение процесори Armv9, плюс GPU за проследяване на лъчи

След дебюта на чисто новата архитектура Armv9 миналата година, Arm току-що обяви второто поколение процесори Armv9, оглавявани от новия водещ процесор Cortex-X3, заедно с Cortex-A715 и ревизиран Cortex-A510. Освен това компанията представи своя първи по рода си флагмански графичен процесор, Immortalis-G715, пълен с поддръжка за проследяване на лъчи на ниво хардуер. Тези нови компоненти захранват и новите Total Compute Solutions на Arm.

Всичко това ще бъде намерено в продуктите, които стартират през 2023 г., така че ще мине известно време, преди да видите тези предимства в потребителския продукт.

Arm Cortex-X3 и Cortex-A715

Първо, новите процесори, базирани на второто поколение Armv9, идват с някои големи подобрения в производителността, което винаги е така при Arm. Като се започне от Cortex-X3, който е част от серията Cortex-X персонализирани процесори, където партньорите могат да се включат, за да персонализират окончателния дизайн на чипа. Cortex-X3 обещава 25% увеличение на производителността спрямо Cortex-X2 в най-новите смартфони с Android. Новият чип също е по-ефективен, като постига същото ниво на производителност, като използва по-малко енергия, въпреки че Arm не се гмурка в детайлите на това.

Графика, изобразяваща производителността и консумацията на енергия на Arm Cortex X3 в сравнение с Cortex-X2

Кредит на изображението: Android Authority

Освен това осигурява до 34% по-висока еднонишкова производителност от най-новите лаптопи с Windows. Както отбелязва Android Authority, това е в сравнение с Intel Core i7-1260P, който е 28W процесор, който изисква енергия.

Освен това платформата DynamIQ Shared Unit (DSU-110) също беше надстроена и вече може да се мащабира до 12 ядра и 16MB L3 кеш. Това позволява по-голяма мащабируемост, така че процесорите на Arm могат да бъдат адаптирани за всичко – от телефони до лаптопи от по-висок клас.

Arm Cortex-A715 идва със своя справедлив дял от надстройки, но е фокусиран най-вече върху ефективността. Arm предлага до 20% повече енергийна ефективност в сравнение с предишния процесор Cortex-A710, което би трябвало да доведе до по-добър живот на батерията за устройства, които го използват. От страна на производителността, Arm обещава 5% увеличение в сравнение с последното поколение и всъщност може да съответства на производителността на процесора Cortex-X1, пуснат през 2020 г.


Графика, показваща производителността и консумацията на процесора Cortex-A715 заедно с Cprtex-X3 и Cortex-A510

И накрая, ревизираният Cortex-A510 не идва с никакви промени в производителността, но успява да спести 5% повече енергия от предишната итерация, осигурявайки още по-добра ефективност за удължаване на живота на батерията. Освен това, това ядро ​​на процесора вече няма 32-битова поддръжка, която беше част от Пътната карта на Arm за пълно преминаване към 64-битова.

Arm Immortalis-G715, Mali-G715 и Mali-G615: Проследяването на лъчите идва на мобилни устройства

От страна на графичния процесор, Arm не се задоволи с надграждането на съществуващите малки графични процесори. Този път получаваме чисто нов флагмански графичен процесор, Immortalis-G715. Това е първият графичен процесор на Arm, който поддържа хардуерно ускорено проследяване на лъчи, което го прави реално осъществимо за използване на мобилни устройства. Въпреки това, компанията представи два нови графични процесора Mali, Mali-G715 и Mali-G615.

Ако не знаете какво е трасиране на лъчи, това е по-реалистичен начин за генериране на осветление и сенки в игри. Това е така, защото графичният процесор всъщност изчислява отделните светлинни пътища в дадена сцена, симулирайки начина, по който светлината се разпространява в реалния живот. Можете да го видите в действие по-долу.

Докато консумацията на енергия и площта обикновено са големи притеснения, когато става въпрос за активиране на проследяване на лъчи, Arm казва, че функцията използва само 4% от ядрото на шейдъра в Immortalis-A715, но осигурява 300% увеличение на производителността в сравнение със софтуерно базирания ray решения за проследяване, като това, което се намира на Mali-G710 GPU от миналата година.

Други подобрения са подобни в цялата гама от нови графични процесори. Arm предлага 15% производителност само на ниво архитектура в сравнение с предишното поколение. Новите графични процесори също така поддържат сенчене с променлива скорост, което може да осигури подобрения в производителността чрез регулиране на качеството на шейдъра в различни части на сцената, така че мощността на изобразяване е фокусирана върху най-важните части от споменатата сцена. Например, позволява на графичния процесор да изобразява графика на по-фино детайлно ниво в части от сцената с повече действие, където сте фокусирани върху това, което се променя, но използвате по-малко детайлно изобразяване на статични фонови елементи.


Arm също така рекламира подобрения на Execution Engine и fused multiply-add (FMA), което води до 2x подобрения в мощността на FMA, но само с 27% увеличение на площта. Производителността на ML също се е удвоила благодарение на добавянето на инструкцията Matrix Multiply. И накрая, подобренията във интерфейса на командния поток го правят по-бърз от предишното поколение, с утроен пиков триъгълник. Arm също така оптимизира търсенето на ниво на детайлност (LOD) в Texture Mapper, което води до два пъти по-голяма производителност, а включването на технологията Arm Fixed Rate Compression, която дебютира в Mali-G510, помага за спестяване на честотна лента.

Докато повечето от функциите се поддържат в трите графични процесора, естествено има разлики в мощността. Immortalis-G715 има 10 или повече ядра, докато Mali-G715 има 7 до 9 ядра, а Mali-G615 има 6 или по-малко ядра.

Arm Total Compute Solutions

Както споменахме в горната част, всички тези технологии се обединяват, за да създадат второто поколение Arm Total Computer Solutions или TCS. Това са унифицирани решения, които включват всички изчислителни компоненти, необходими за захранване на устройство, и се предлагат на различни нива за насочване към различни типове устройства.

Например, има първокласни решения, които могат да включват ядра Cortex-X3 заедно с Cortex-A715 и Cortex-A510, плюс графичен процесор Immortalis-G715, и те са насочени към водещи телефони, лаптопи и настолни компютри. След това са решенията за производителност, фокусирани върху ядра Cortex-A715 и Cortex-A510, комбинирани с Mali-G715 и Mali-G615, предназначени за смартфони от среден клас, Chromebook и телевизори. И накрая, решенията за ефективност се фокусират върху графичните процесори Cortex-A510 и графичните процесори с ниска мощност Mali-G310 и са предназначени за телефони от нисък клас, смарт часовници, AR очила и т.н.

Различни решения на Arm TCS 2022 за различни пазарни сегменти

Като пример, едно първокласно решение може да осигури до 28% повече производителност при игри в сравнение с първото поколение Arm TCS, в допълнение към намаляването на трафика на DRAM с до 23% и консумацията на енергия с до 16%. Решение, използващо новите ядра на процесора и графичния процесор Mali-G715, също може да осигури големи подобрения в производителността на машинното обучение, особено за функциите на камерата и видеото.

Новите решения на Arm TCS22 също идват с подобрения в сигурността в три слоя: сигурност в процеса, защитено надграждане на фърмуера и надеждна среда за изпълнение (TEE). Защитата в процеса вече идва с асиметрично разширение за маркиране на паметта (MTE), с любезното съдействие на новите процесори Armv9, плюс подобрен PAN за защита срещу JITed кодови атаки. TEE също е подсилен с целостта на контролния поток и защитата на целостта на паметта.

Всичко това ще дойде при базираните на Arm устройства през 2023 г. и се очертава да бъде голяма година, с дебюта на хардуерно базирано проследяване на лъчи на мобилни устройства в допълнение към обичайния набор от подобрения на производителността и ефективността навсякъде.


Източник: ръка