Съдържание

• наименуване
• Разбиране на номерата на моделите
• Ядра, изпълнителни единици, ALU
• Графичният пейзаж се променя
• Wrap-нагоре

Що се отнася до графиката на смартфоните, повечето устройства с Android използват графични процесорни единици (GPU) или от Qualcomm (Adreno), или от Arm (Mali), но както би казал Yoda, има и друго.

Може би сте забелязали името PowerVR във връзка с някои Android процесори. PowerVR е GPU серия от Imagination Technologies. Процесорът MediaTek Helio P90 използва PowerVR GM9446, MediaTek Helio X30 използва PowerVR 7XTP-MT4, а Helio P22 използва PowerVR GE8320. Други процесори на MediaTek, включително Helio P35, Helio X10 и MT8183 (намира се в Amazon Kindle Fire HD), също използват PowerVR графични процесори.

Не е и MediaTek. Unisoc SC9861G-IA използва PowerVR GT7200. Линията на Atom на Intel има няколко модела с PowerVR графични процесори. PowerVR може да се намери и в процесори от Allwinner и Rockchip.

Слонът в стаята е Apple. Доскоро Apple включваше графичните процесори на Imagination в своите A-серия процесори. Процесорът Apple A4, открит в iPhone 4, използва PowerVR SGX 535. A5 и A6 използваха PowerVR SGX543, A7 използва PowerVR G6430, A8 използва GX6450, а A9 използва GT7600. И там всичко завърши доста рязко. Докато A10 вероятно използва някакъв персонализиран хибриден графичен процесор, връзката на Apple с Imagination драстично се промени. Резултатът беше катаклизъм за компанията на търговско ниво. Имаше промени в горната част (главен изпълнителен директор и финансов директор), компанията продаде дивизионния си процесор MIPS и в крайна сметка останалата част от компанията беше придобита от Canyon Bridge, китайски фонд за частен капитал.

Слонът в стаята е Apple.

PowerVR графичните процесори обаче не умряха и потенциално имат светло бъдеще. Графичните процесори се намират в повече от просто смартфони. Всички видове устройства от приемници, интелигентни телевизори, инфо развлекателни системи за автомобили и медицинско оборудване, всички използват графични процесори. Второ, непрекъснатото използване на PowerVR графични процесори в нови процесори, като Helio P90, означава, че производителите на SoC все още разглеждат PowerVR GPU като жизнеспособна опция. Трето, сегашният GPU пейзаж се променя и ако въображението е в състояние да яхне вълната, то може да излезе отгоре. Повече за това по-късно.

наименуване

Именуването на нещата винаги е трудно, но някои компании са по-добри от други. Схемите за именуване на GPU на Qualcomm и Arm са сравнително прости. Схемата за именуване на графичния процесор Imagination е малко по-нюансирана!

Първата ключова информация е, че в момента компанията има две основни GPU архитектури: Rogue и Furian. Първите GPU базирани на Rogue бяха пуснати през 2012 г. с PowerVR Series6 GPU. Архитектурата на Rogue е омагьосана и разработена през годините и служи като основа за всички графични процесори на Imaginations до и включително 20179 GPU Series9XE и Series9XM.

Furian е по-нова архитектура на графичния процесор, първото обновяване на архитектурата на Imagination от 2012 г. В момента има два Furian GPU, PowerVR GT8525 и PowerVR GT8540. И двете са част от серията PowerVR Series8XT, което е малко объркващо, тъй като GPU Series9XE и XM използват по-старата Rogue архитектура, както и Series8XE и Series8XE Plus. Засега няма обявени мобилни процесори, които използват Furian GPU.

Разбиране на номерата на моделите

PowerVR GPU обикновено използват четирицифрени номера на модела. Графичният процесор в Helio P90 е GM9446, докато Helio P22 използва GE8320. Какво означават всички тези числа?

Първата цифра е числото „серия“. Така че всички процесори в гамата Series8XE и XE Plus започват с 8. Процесорите в гамата Series9 започват с девет и т.н.

Втората цифра показва колко пиксела се обработват на тактовия цикъл. Обикновено посоченото число е половината от действителната скорост на пиксели. Така че "4" означава осем пиксела на часовник, "2" означава четири пиксела pers часовник, а "1" означава два пиксела на часовник.

В момента компанията има две основни GPU архитектури: Rogue и Furian.

Третата цифра е индикация за мощта на процесора на графичния процесор. Някои производители на GPU цитират броя на „ядрата“ в графичния процесор.Терминът „ядро“ е отворен за някакво творческо счетоводство, а също и за някои технически ръкохватки, което означава, че това, което един доставчик означава под „ядро“, е различно от друго. Ще се потопя в тази тема малко по-дълбоко след миг, но колкото по-висока е третата цифра, толкова по-висока е ефективността. Скоростите са различни при всяко поколение, но за GPU от серията9:

• 1 = 64 FP16 FLOPs / Clock
• 2 = 128 FP16 FLOPs / Clock
• 4 = 256 FP16 FLOPs / Clock

Последната цифра е флаг с функция. Например, GE8322 (обърнете внимание на двата в края) поддържа компресия на PVRIC рамков буфер (алгоритъмът за компресия и декомпресия без загуба на PowerVR), докато GE8340 (отбележете нулата), не го поддържа.

Ядра, изпълнителни единици, ALU

Преди много време, във вселената, много далеч, графичните процесори използваха два различни типа шейдъри. Шейдърите на Vertex, които бяха отговорни за извършване на трансформации в списък от точки (върхове) от 3D света към 2D света на плосък екран; и Pixel шейдъри, които изчисляват цвета на пиксела въз основа на информация за осветление и текстура. Тези шейдъри бяха програмируеми и като цяло имаше повече пикселни шейдъри от Vertex шейдъри.

Шейдърите стават известни като ядра и с появата на Unified Shader Model, където един шейдър може да действа като шейдър на Vertex или Pixel shader, терминът core става още по-популярен.

С развитието на графичните процесори формата на тези ядра започна да се преобразува. Преди това едно ядро ​​на шейдъра съдържаше цялата необходима логика, включително планирането, изпълнението и изпращането на инструкциите, работещи върху шейдъра (защото те са програмируеми). За да увеличат производителността, дизайнерите на графичните процесори започнаха да увеличават някои части от дизайна на шейдерите, правейки ги „по-дебели“ в средата. Това би могло да удвои или удвои пропускателната способност на ядрото на шейдъра, но сега става въпрос дали да има едно ядро ​​с четири единици за изпълнение или четири ядра.

В PowerVR графичните процесори битовете, които правят действителната математика, се наричат ​​Аритметична логическа единица (ALU). Те се предлагат в 16-битови и 32-битови аромати и са групирани в групи.

PowerVR GX6650 има шест клъстера с общо 192 32-битови (FP32) ALU ядра, трябва ли да се нарича 192-ядрен графичен процесор? Може би схемата за именуване на въображението е най-добрият подход в края на краищата!

Графичният пейзаж се променя

Графичните процесори са имали само една работа и само една работа, 3D графики, но времената, когато те се променят “. Сега графичните процесори се справят с всички видове високо паралелни задачи в областта на научните изчисления и машинното обучение. По-голямата част от това все още се случва на суперкомпютри или на машини, изградени с множество графични карти от висок клас. Тя обаче започва да се стига до мобилни графични процесори. Съвременните водещи смартфони могат да стартират модели за извеждане на невронни мрежи за неща като разпознаване на обекти в приложението на камерата. Самият Android вече има API на невронната мрежа, който може да използва графичния процесор, ако са налични правилните драйвери.

PowerVR графичните процесори са част от този променящ се пейзаж и са съвместими с невралната мрежа на HAL на OpenCL и Android. Ако работата с невронна мрежа в графичния процесор не е достатъчна, то Imagination също има ускорител на невронна мрежа, който поддържа HAL, Caffe и TensorFlow на Android.

И тогава има Raytracing.

Тогава има лъчево движение. Наскоро Nvidia направи заглавия със своите десктоп графични процесори, способни да извършват пренасочване в реално време. Като опреснител, лъчевите лъчи са техника, която „проследява“ пътя на светлинните лъчи през 3D среда. Тя има за цел да имитира тясно действителната физика на светлината. Резултатът е силно реалистични ефекти на осветление, сенки, отражение и пречупване.

Въображението от години е лидер в хардуерно базираното проследяване и макар че все още не е в мобилните процесори на компанията, то със сигурност се развива на работния плот. Във въображението понастоящем не се продават лъчеви графични карти за настолни компютри, но той създаде известен мобилен хардуер с доказателство за концепция, включително PowerVR GR6500.

Може би се чудите как компания, която не продава никакъв реален хардуер за хардуер, може да бъде „лидер в хардуерното базирано Raytracing“. Отговорът е интелектуална собственост. Въображението не прави чипове, цялата му GPU технология е лицензирана от производители на чипове, като MediaTek, и се включва в мобилни процесори, заедно с процесора и други части.

Същото вероятно е вярно и за неговите хардуерни техники и технологии. Въображението не е оповестявало публично кой лицензира техния лъч-технология, но можем да спекулираме!

Пазарът на мобилни GPU е безпроблемен. Договорите се печелят, а договорите се губят. Производителите на мобилни процесори винаги търсят предимство пред конкуренцията си по отношение на производителност, енергийна ефективност, цена и функции. Докато Imagination и Apple имат различна връзка днес, други производители на чипове се нуждаят от части от GPU, включително MediaTek. Отвъд MediaTek има и други възможности, не само на мобилния, но и на други пазари като автомобилния, домашното забавление и медицинския.

Дали Samsung някога ще се отдалечи от настоящия си доставчик на графичен процесор? Ами Huawei? Има ли още място за PowerVR до таблетните процесори на Intel? Какво ще кажете за Pinecone на Unisoc или Xiaomi или дори за дълго слуховата следваща итерация на процесора на NUCLUN на LG?

Wrap-нагоре

PowerVR GPU са алтернативната опция за Android на екосистемата след предложенията от Qualcomm и Arm. Тепърва ще виждаме мобилен графичен процесор, базиран на Furian, в действителен чип и би било интересно да го видим. С появата на мобилно машинно обучение и обещанията за възможна технология за пренасочване в мобилните процесори, всички бихме били разумни да следим въображението, защото може всички да сме изненадани да видим къде следващите графични процесори PowerVR се появяват след това!