Imagination ha lanzado una nueva GPU móvil y está preparada para traer una competencia bienvenida al campo de las GPU móviles. Se presta mucha atención a las GPU Adreno de Qualcomm, que se encuentran en sus procesadores Snapdragon, y a las GPU Mali de Arm que se encuentran en los procesadores Exynos de Samsung y los procesadores Kirin de Huawei. Pero, como he escrito anteriormente, esos dos no son los únicos fabricantes de GPU móviles. Hay otro.
Las GPU PowerVR de Imagination se encuentran actualmente en procesadores de MediaTek, Unisoc, Allwinner y Rockchip. Digo «actualmente» porque las alianzas son fluidas en el mundo de los procesadores móviles. Hasta el lanzamiento del procesador Apple A9, Imagination fue el único proveedor de tecnología de GPU para Apple. Ese acuerdo se agrió, causando que Imagination se reagrupe y encuentre nuevos socios. MediaTek es uno de esos socios, pero la relación no es exclusiva. Por ejemplo, el nuevo SoC Dimensity 1000 5G de MediaTek utiliza la GPU Mali de Arm.
Si bien el equipo de administración de Imagination ha estado buscando nuevos mercados y nuevos socios, parece que sus ingenieros simplemente continuaron con el trabajo en cuestión, a saber, desarrollar una GPU de próxima generación. La nueva GPU IMG A-Series tiene el potencial de convertirse en un serio competidor, no solo en Smartphones, sino también en otros dispositivos móviles como Chromebooks.
Cuando se trata de GPU, hay tres métricas clave: rendimiento, potencia y cálculo. En otras palabras, ¿qué tan rápido se ejecutarán los juegos 3D? ¿Cuánta batería usará? ¿Y se puede usar para otras tareas como el aprendizaje automático? Según Imagination, la serie A ofrece mejoras significativas, con las mismas frecuencias de reloj y utilizando el mismo proceso de fabricación. Ofrece un rendimiento 2.5 veces mayor y un aprendizaje automático 8 veces más rápido, todo mientras usa un 60% menos de energía que los dispositivos PowerVR actuales que se envían actualmente. ¡Esos son algunos números impresionantes! El único inconveniente es que esta comparación específica es con dispositivos que se envían en el mundo real, no con todos los diseños de GPU existentes de Imagination. Aún así, estas ganancias no deben ser ignoradas.
Los diseñadores de GPU deben ofrecer a sus clientes (es decir, los fabricantes de chips) mucha flexibilidad. Eso significa poder configurar el mismo diseño básico de GPU de diferentes maneras dependiendo del mercado. Por ejemplo, Imagination ofrece la gama alta IMG AXT 64-2048. Ofrece 2.0 TFLOPS, 64 Gpixels y 8 TOPS de rendimiento AI. Esta sería una GPU ideal para Chromebooks o incluso como una GPU integrada en un servidor.
La combinación de configuraciones posibles continúa con el IMG AXT 48-1536 para dispositivos móviles premium (1.5 TFLOPS, 48 Gpixels y 6 TOPS) hasta el IMG AXM 8-256 para dispositivos móviles de rango medio. Incluso hay variaciones para televisores de nivel de entrada y smartphones de gama baja con IMG AX 2-16 (2 PPC, 16 GFLOPS y 2 Gpixels) y IMG AX 1-16 (1 PPC, 16 GFLOPS y 1 Gpixels) . Este último, afirma Imagination, es la GPU con capacidad Vulkan más rápida de su clase.
Al igual que con las GPU PowerVR anteriores, la nueva serie A utiliza tecnología de representación diferida basada en mosaicos, lo que significa que solo dibuja lo que es visible en la pantalla. Para ayudar a ofrecer un rendimiento sostenido, la serie IMG A incorpora los algoritmos Pro-Active DVFS (escala dinámica de voltaje y frecuencia) y programación de fechas límite, lo que significa que si partes de la GPU no se utilizan o necesitan completamente para el procesamiento, se ralentizan inmediatamente abajo o incluso ponerlo a dormir para garantizar una eficiencia energética óptima.
Diseño
El diseño interno de la Serie A es bastante diferente de las GPU PowerVR anteriores. En el corazón de una GPU se encuentra una unidad de multiplicación-suma rápida y eficiente para realizar operaciones de multiplicación y suma fusionadas (FMA). Estas unidades realizan una multiplicación y luego una suma, todo en un solo paso. Las GPU PowerVR anteriores usaban un amplio conjunto de 32 unidades FMA en un componente lógico conocido como ALU (Unidad de lógica aritmética). La nueva serie A amplía la ALU a 128 operaciones. Es decir, 256 lotes de operaciones de suma y multiplicación de coma flotante de 32 bits por ciclo de reloj (256 porque multiplica dos números FP32).
El resultado de este nuevo diseño es que las tuberías de ALU se simplifican al tiempo que aumentan el paralelismo a nivel de hilo. El diseño anterior se basaba más en el paralelismo a nivel de instrucción, que a su vez requería una ALU más compleja y un compilador más complejo.
La serie A de IMG utiliza la tecnología HyperLane de Imagination. Con él, los carriles de control de hardware individuales permiten el aislamiento de la memoria, lo que significa que se pueden enviar diferentes tareas a la GPU simultáneamente para la multitarea de GPU segura. La GPU se puede dividir según la potencia bruta (es decir, un cuarto para una tarea, tres cuartos para una tarea diferente) o dinámicamente con niveles establecidos de rendimiento por tarea. Para aplicaciones automotrices, esto podría significar que la unidad de infoentretenimiento obtendría la prioridad más baja en comparación con el tablero digital. Esto no solo se aplica al procesamiento gráfico tradicional, sino también a las tareas de aprendizaje automático que se ejecutan en la GPU.
Para manejar los aspectos de concurrencia de la GPU, la Serie A incluye un microprocesador incorporado, basado en una arquitectura no especificada. En el pasado, Imagination habría utilizado un microprocesador basado en MIPS para tal tarea. Sin embargo, después del episodio de Apple, MIPS fue vendido. Una cosa que sí sabemos es que Imagination se ha vuelto muy acogedora con varios fabricantes de chips RISC-V en los últimos 12 meses. Te dejaré para sacar tus propias conclusiones.
La transferencia de datos dentro de una GPU usa energía. Cuantos menos datos transfiera, más eficiente será la GPU. La mayoría de las GPU usan algún tipo de compresión interna porque, para grandes flujos de datos, en realidad es más eficiente en términos de energía comprimir los datos y luego enviarlos en lugar de enviarlos sin procesar. Las GPU IMG Serie A utilizan la compresión de imagen PVRIC4.1 sin pérdida o sin pérdida visual para la reducción del ancho de banda todo el tiempo. La nueva técnica de compresión es sin pérdida en la mayoría de los casos, o visualmente sin pérdida en casos excepcionales. En el lado positivo, se garantiza una relación de compresión del 50%, independientemente de los datos.
¿Cuándo podemos esperar que lleguen al mercado?
Los anuncios son agradables, pero ¿cuándo veremos un sistema en un chip con una GPU IMG Serie A? La respuesta es más temprano que tarde. La IMG A-Series ya ha sido licenciada en múltiples mercados y se esperan los primeros SoC en 2020. También en 2020 Imagination lanzará su próxima GPU, la sucesora de la A-Series, la ingeniosamente llamada B-Series. ¡Proporcionará una mejora del rendimiento del 30% en comparación con la Serie A y debería venir con el trazado de rayos de hardware!
Una nueva GPU poderosa tiene el potencial de mezclar realmente las cosas en el mercado de procesadores móviles. ¿Qué piensas? ¿Puede la imaginación romper la fortaleza de Qualcomm? ¿Puede persuadir a cualquiera de los clientes de Arm para que cambie? Déjame saber abajo en los comentarios.
