Kandungan
Apabila ia datang kepada grafik telefon pintar, kebanyakan peranti Android menggunakan unit pemprosesan grafik (GPU) dari sama ada Qualcomm (Adreno) atau Arm (Mali), tetapi seperti yang dikatakan Yoda, ada yang lain.
Anda mungkin telah memperhatikan nama PowerVR berhubung dengan beberapa pemproses Android. PowerVR adalah siri GPU dari Teknologi Imagination. Pemproses MediaTek Helio P90 menggunakan PowerVR GM9446, MediaTek Helio X30 menggunakan PowerVR 7XTP-MT4, dan Helio P22 menggunakan PowerVR GE8320. Pemproses MediaTek lain termasuk Helio P35, Helio X10, dan MT8183 (terdapat di Amazon Kindle Fire HD) juga menggunakan GPU PowerVR.
Ia bukan hanya MediaTek, sama ada. Unisoc SC9861G-IA menggunakan PowerVR GT7200. Barisan Intel Atom mempunyai beberapa model dengan GPU PowerVR. PowerVR juga boleh didapati di pemproses dari Allwinner dan Rockchip.
Gajah di dalam bilik itu adalah Apple. Sehingga baru-baru ini Apple menggabungkan GPU Imagination ke dalam pemproses A-sirinya. Pemproses Apple A4, yang terdapat di iPhone 4, menggunakan PowerVR SGX 535. A5 dan A6 menggunakan PowerVR SGX543, A7 menggunakan PowerVR G6430, A8 menggunakan GX6450, dan A9 menggunakan GT7600. Dan itu adalah di mana semuanya berakhir dengan tiba-tiba. Walaupun A10 mungkin menggunakan beberapa jenis GPU hibrid adat, hubungan Apple dengan Imajinasi berubah secara drastik. Hasilnya adalah pergolakan bagi syarikat di peringkat komersil. Terdapat perubahan di bahagian atas (Ketua Pegawai Eksekutif dan CFO), syarikat itu menjual bahagian MIPS CPUnya, dan akhirnya baki syarikat itu diperoleh oleh Canyon Bridge, sebuah dana ekuiti persendirian yang tertumpu di China.
Gajah di dalam bilik itu adalah Apple.
Walau bagaimanapun, GPU PowerVR tidak mati, dan berpotensi mempunyai masa depan yang cerah. GPU didapati lebih daripada telefon pintar sahaja. Semua jenis peranti dari set-top box, TV pintar, sistem infotainment kereta, dan peralatan perubatan, semua menggunakan GPU. Kedua, penggunaan GPU PowerVR yang berterusan dalam pemproses baru, seperti Helio P90, bermakna para pembuat SoC masih mempertimbangkan GPU PowerVR sebagai pilihan yang berdaya maju. Ketiga, landskap GPU semasa berubah, dan jika Imagination dapat menaiki gelombang maka dapat muncul di atas. Lebih lanjut mengenai itu nanti.
Menamakan
Menamakan perkara sentiasa sukar, tetapi sesetengah syarikat lebih baik daripada yang lain. Skema penamaan GPU Qualcomm dan Arm adalah agak mudah. Skema penamaan Imagination GPU sedikit lebih bernuansa!
Maklumat penting pertama ialah syarikat kini mempunyai dua arkitek utama GPU: Rogue dan Furian. GPU berasaskan Rogue yang pertama dikeluarkan pada 2012 dengan GPU PowerVR Series6. Seni bina Rogue telah ditapis dan dibangunkan selama bertahun-tahun dan berkhidmat sebagai asas untuk semua Imaginasi GPU sehingga dan termasuk GPU Siri9XE dan Series9XM 2017.
Furian adalah seni bina GPU yang lebih baru, rekaan seni bina pertama Imagination sejak 2012. Terdapat dua GPU GPU pada masa ini, PowerVR GT8525 dan PowerVR GT8540. Kedua-duanya adalah sebahagian daripada pelbagai PowerVR Series8XT, yang sedikit mengelirukan sejak GPU Series9XE dan XM menggunakan seni bina Rogue yang lebih tua, seperti juga Siri8XE dan Series8XE Plus. Tidak ada pemproses mudah alih yang diumumkan menggunakan GPU Furian pada masa ini.
Memahami nombor model
GPU PowerVR biasanya menggunakan nombor model empat angka. GPU di Helio P90 ialah GM9446, manakala Helio P22 menggunakan GE8320. Apa maksud semua nombor itu?
Nombor pertama ialah nombor "siri". Jadi semua pemproses dalam rangkaian Siri8XE dan XE Plus bermula dengan 8. Pemproses dalam rangkaian Siri9 bermula dengan sembilan, dan sebagainya.
Nombor kedua menunjukkan berapa piksel yang diproses setiap kitaran jam. Pada amnya, bilangan yang dinyatakan adalah separuh daripada kadar piksel sebenar. Jadi "4" bermakna lapan piksel setiap jam, "2" bermaksud empat jam persis piksel, dan "1" bermaksud dua piksel setiap jam.
Syarikat itu kini mempunyai dua arkib utama GPU: Rogue dan Furian.
Nombor ketiga adalah petunjuk kekuatan pemprosesan GPU. Sesetengah pembuat GPU mengutip bilangan "teras" dalam GPU.Istilah "teras" terbuka kepada beberapa perakaunan kreatif dan juga beberapa kerja keras teknikal, yang bermaksud bahawa apa yang dimaksudkan oleh satu penjual oleh "inti" adalah berbeza dari yang lain. Saya akan menyelam ke dalam subjek ini sedikit lebih mendalam dalam sekejap, tetapi semakin tinggi angka ketiga semakin tinggi prestasi. Kadar berbeza dalam setiap generasi, tetapi untuk GPU Siri9:
- 1 = 64 FP16 FLOP / Jam
- 2 = 128 FP16 FLOP / Jam
- 4 = 256 FP16 FLOPs / Clock
Digit terakhir ialah bendera ciri. Sebagai contoh, GE8322 (perhatikan kedua-dua pada akhir) menyokong pemampatan penampan bingkai PVRIC (algoritma mampatan dan penguraian penyahmampatan PowerVR), manakala GE8340 (perhatikan sifar), tidak menyokongnya.
Corak, unit pelaksanaan, ALU
Suatu masa dahulu, di alam semesta jauh, jauh, GPU menggunakan dua jenis shader yang berbeza. Shaders Vertex, yang bertanggungjawab untuk melakukan transformasi pada senarai mata (simpul) dari dunia 3D ke dunia 2D skrin rata; dan Pixel shaders, yang mengira warna piksel berdasarkan maklumat pencahayaan dan tekstur. Shader ini boleh diprogramkan dan pada umumnya terdapat lebih banyak Pixel shaders daripada shader Vertex.
Shaders dikenali sebagai teras, dan dengan munculnya Model Shader Unified, di mana shader dapat bertindak sebagai shader Vertex atau shader Pixel, istilah termasyhur menjadi lebih popular.
Sebagai rekaan GPU maju, bentuk teras ini mula berubah. Sebelumnya satu teras shader mengandungi semua logik yang diperlukan, termasuk penjadualan, pelaksanaan, dan penghantaran arahan yang berjalan pada shader (kerana ia boleh diprogramkan). Untuk meningkatkan pereka GPU throughput mula meningkatkan bahagian tertentu dari reka bentuk shader, menjadikan mereka "gemuk" di tengah. Ini boleh dua kali ganda atau empat kali ganda dari teras inti shader, tetapi sekarang soalan menjadi sama ada mempunyai satu teras dengan empat unit pelaksanaan atau empat teras.
Dalam GPU PowerVR, bit yang melakukan matematik sebenar dipanggil Unit Logik Aritmetik (ALU). Mereka datang dalam rasa 16bit dan 32bit dan dikumpulkan dalam kelompok.
The PowerVR GX6650 mempunyai enam kluster dengan sejumlah 192 32bit (FP32) ALU teras, sepatutnya dipanggil GPU teras 192? Mungkin skema penamaan Imagination adalah pendekatan terbaik selepas semua!
Landskap GPU berubah
GPU digunakan untuk mempunyai satu tugas dan satu tugas sahaja, grafik 3D, tetapi masa mereka adalah changin '. GPU kini mengendalikan semua jenis tugas yang sangat selari dalam pengkomputeran saintifik, dan pembelajaran mesin. Kebanyakannya masih berlaku pada superkomputer atau mesin yang dibina dengan pelbagai kad grafik mewah. Walau bagaimanapun, ia mula meleleh ke GPU mudah alih. Telefon pintar utama moden boleh menjalankan model kesenjangan rangkaian saraf, untuk perkara seperti pengiktirafan objek dalam aplikasi kamera. Android sendiri sekarang mempunyai API rangkaian saraf yang boleh menggunakan GPU, jika pemandu yang betul boleh didapati.
GPU PowerVR adalah sebahagian daripada landskap yang berubah dan serasi dengan OpenCL dan rangkaian saraf Android HAL. Jika menjalankan rangkaian saraf pada GPU tidak mencukupi maka Imagination juga mempunyai pemecut rangkaian saraf yang menyokong rangkaian saraf Android HAL, Caffe, dan TensorFlow.
Dan kemudian ada Raytracing.
Kemudian ada raytracing. Nvidia menjadi tajuk utama baru-baru ini dengan GPU desktopnya yang mampu melaksanakan penstrakan masa nyata. Sebagai penyegar, raytracing adalah teknik yang "menjejaki" laluan cahaya cahaya melalui persekitaran 3D. Ia bertujuan untuk meniru fizik sebenar cahaya. Hasilnya adalah pencahayaan yang sangat realistik, bayang-bayang, refleksi, dan kesan pembiasan.
Imajinasi telah menjadi peneraju dalam sinar matahari berasaskan perkakasan selama bertahun-tahun dan sementara itu belum lagi di pemproses mudah alih syarikat, ia pasti mendapat tempat di desktop. Imajinasi kini tidak menjual kad grafik raytracing untuk desktop, tetapi ia menghasilkan beberapa perkakasan mudah alih bukti-konsep termasuk PowerVR GR6500.
Anda mungkin tertanya-tanya bagaimana sebuah syarikat yang tidak menjual apa-apa perkakasan raytracing sebenar boleh menjadi "pemimpin dalam raytracing berasaskan perkakasan." Jawapannya adalah harta intelektual. Imagination tidak membuat cip, semua teknologi GPUnya dilesenkan oleh pembuat cip, seperti MediaTek, dan dimasukkan ke dalam pemproses mudah alih bersama-sama dengan CPU dan bahagian lain.
Begitu juga dengan teknik dan teknologi perkakasan raytracingnya. Imajinasi tidak membuat pengumuman awam mengenai siapa yang melesenkan teknologi penembakannya, tetapi kita boleh membuat spekulasi!
Pasaran GPU mudah alih adalah cecair. Kontrak dimenangi dan kontrak hilang. Pembuat pemproses mudah alih sentiasa mencari kelebihan daripada persaingan mereka dari segi prestasi, kecekapan kuasa, kos, dan ciri. Walaupun Imagination dan Apple mempunyai hubungan yang berbeza hari ini, pembuat chip lain memerlukan bahagian GPU, termasuk MediaTek. Beyond MediaTek ada kemungkinan lain, bukan hanya di seluler, tetapi juga di pasar lain seperti hiburan otomotif, rumah, dan medis.
Adakah Samsung pernah bergerak dari pembekal GPU semasa? Bagaimana dengan Huawei? Adakah masih terdapat tempat untuk PowerVR bersama CPU tablet Intel? Bagaimana pula dengan Pinecone Unisoc atau Xiaomi, atau bahkan pengumuman yang lebih awal dikabarkan oleh pemproses NUCLUN LG?
Wrap-up
GPU PowerVR adalah pilihan GPU alternatif ekosistem Android selepas tawaran dari Qualcomm dan Lengan. Kami masih belum melihat GPU mudah alih berasaskan Furian dalam cip sebenar dan ia akan menarik untuk dilihat. Dengan adanya pembelajaran mesin mudah alih dan janji-janji kemungkinan teknologi raytracing dalam pemproses mudah alih, kita semua bijak untuk memerhatikan Imagination, kerana kita semua terkejut melihat GPU PowerVR muncul!
