Самый быстрый GPU за 15 лет
Около трёх лет назад Imagination Technologies оказалась на грани краха. Крупнейший клиент Imagination на графические ядра PowerVR, компания Apple, заявила, что вскоре откажется от сотрудничества с разработчиком и переведёт свои процессоры на самостоятельно разработанные GPU. Это сообщение выбило почву из под ног Imagination. Она стремительно понеслась в сторону банкротства и в конце 2017 года была продана частному инвестиционному фонду Canyon Bridge Capital Partners с китайским капиталом.
За прошедшие с тех пор два года компания Imagination Technologies мало что о себе сообщала, но зарождающийся рынок машинного обучения не оставил её равнодушной и привёл к разработке серии ИИ-ускорителей PowerVR 2NX. Как стало известно сегодня, графические ядра PowerVR тоже не были забыты, хотя у компании уже не было клиентов уровня Apple. Более того, инженеры Imagination превзошли сами себя, если верить пресс-релизу. Новая лицензируемая серия графических ядер IMG A, как заявляют в Imagination, представляет самые производительные за 15 лет мобильные видеоядра, назначение которых всеобъемлющее: от умных вещей до кластеров, обслуживающих облачные сервисы.
Серия видеоядер IMG A масштабирует производительность в диапазоне от 1 пикселя на такт для решений начального уровня до ядер производительностью 2 терафлопс для производительных устройств и далее — до многоядерных платформ с прицелом на обслуживание облачных услуг. Новые видеоядра превосходят предшественников по трём основным направлениям (при условии равных тактовых частот и в случае одинакового техпроцесса): рост производительности новинок достигает 2,5 раз, процессы машинного обучения ускоряются в 8 раз, а потребление оказывается на 60 % меньше.
Также новые ядра PowerVR оказываются одними из самых маленьких в мире для продуктов аналогичной направленности. Кроме этого уменьшены требования к пропускной способности ― нагрузка на интерфейсы, что улучшает энергоэффективные характеристики ядер без ухудшения качества. Так, заявлено о 50-процентной компрессии данных, которая в большинстве случаев не ведёт к потере информации или, в исключительных случаях, когда потеря данных происходит, без ухудшения качества визуализации. Глава агентства Jon Peddie Research Джон Педди изрёк, что ядра Imagination A-Series ― это шанс для разработчиков SoC удержать рыночную долю под агрессивным напором некоего лидера рынка со своей графикой, возможно, намекая на Apple или Qualcomm.
Основной состав ядер IMG A-Series
Ядра IMG A уже доступны для лицензирования и появятся в SoC на множестве рынков в новом 2020 году. Список возможных конфигураций для производительных решений следующий:
- IMG AXT-64-2048 ― высшая производительность, 2 терафлопс, 64 гигапикселей, ИИ-производительность 8 TOPS;
- IMG AXT-48-1536 ― премиальные мобильные решений, 1,5 терафлопс, 48 Гпикселей, 6 TOPS;
- IMG AXT-32-1024 ― для высокопроизводительных мобильных устройств и автомобильной электроники, 1 терафлопс, 32 Гпикселей, 4 TOPS;
- IMG AXT-16-512 ― для мобильных устройств средней и высокой производительности и автомобильной электроники, 0,5 терафлопс, 16 Гпикселей, 2 TOPS;
- IMG AXM-8-256 ― для мобильной электроники среднего ранга, 0,25 терафлопс, 8 Гпикселей, 1 TOPS.
Для сегмента бюджетной направленности представлены следующие ядра:
- IMG AXE-2-16 ― для премиальных вещей с подключением к Интернету, начальных ТВ-приставок DTV/STB, дисплеев и других подобных применений, 2 PPC (2 пикселя на такт), 16 гигафлопс, 2 Гпикселя;
- IMG AXE-1-16 ― для начальной мобильной электроники и IoT (с максимальным ускорением API Vulkan в классе), 1 PPC, 16 гигафлопс, 1 Гпиксель.
GPU для мобильных геймеров
По мнению Imagination, современные мобильные платформы плохо подходят для игр. Высокое потребление и последующий нагрев ведут к тому, что ускорение графики в играх начинает тормозить и вовсе прекращается до остывания устройства. В этом плане новым ядрам PowerVR IMG A нет равных. Новые графические ядра компании позволяют играть с длительной «термальной постоянной» ― с высокой кадровой частотой без тротлинга. Этому также способствует тайловая технология отложенного рендеринга, когда процессор обрабатывает только то изображение, которое видно игроку на экране.
Разумному расходу батарей во время мобильной игры также помогают технологии оптимизации потребления в зависимости от требуемых ресурсов. Напряжение и тактовая частота GPU меняются по мере необходимости, снижая показатели в случае низких нагрузок и при уходе в ждущие режимы. Для этого разработчики реализовали технологию Pro-Active DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) и алгоритм Deadline Scheduling. Задержки в подаче требуемого питания не ведут к латентности и замедлению реакции платформ и приложений. Отметим также, новые GPU поддерживают API OpenGL ES, Vulkan и OpenCL.
Графическая многозадачность
Ядра IMG A-Series получили поддержку фирменной технологии HyperLane. Это отдельные аппаратные каналы управления GPU, полностью изолированные в памяти. Таких может быть до 8 штук. По каждому каналу одновременно передаются различные задачи, что ведёт к автоматически управляемой многозадачности GPU. Тем самым графический процессор может распределять свою производительность по этим нескольким задачам, выполняя их все и, в то же время, не испытывать простоя.
Динамическое распределение, например, может отдать приоритет графике для игрового приложения, а в промежутках выполнять задачу ИИ. Эта же технология может использоваться для изоляции защищённого контента для управления правами доступа.
В набор возможностей HyperLane также входит функция AI Synergy. Это решение для ускорения ИИ-приложений. В общем случае ― это распределение графических ресурсов на ускорение ИИ, машинного обучения и нейронных сетей. Функция AI Synergy реализована на аппаратном уровне и поддержана унифицированным программным стеком. Интересное решение. Неужели будет лучше, чем новая графика Apple?
