Надеетесь, что новый графический процессор означает, что Pixel 10 станет игровым зверем? Приготовьтесь разочароваться

Как технический энтузиаст с более чем двадцатилетним опытом работы за плечами, я должен сказать, что решение Google переключить графические процессоры на DXT от Imagination Technologies для Tensor G5 является интригующим. С моей точки зрения, похоже, что Google делает ставку на относительно неизвестную величину на рынке мобильных графических процессоров, на котором традиционно доминируют такие гиганты, как Qualcomm и ARM.

Несмотря на то, что мы все еще обсуждаем серию Pixel 9, уже появляются слухи о грядущем Pixel 10 и процессоре Google следующего поколения Tensor G5. Вопреки ожиданиям, кажется, что будущая производительность процессора может остаться стабильной, но в графическом отделе может произойти значительный скачок. Утечка спецификаций намекает на интеграцию архитектуры DXT от Imagination Technologies, а точнее, двухъядерного процессора DXT-48-1536, работающего на частоте 1,1 ГГц.

Как энтузиаст технологий, вы, возможно, мало что слышали о Imagination Technologies в последнее время, особенно на быстро развивающемся рынке мобильных чипсетов. Однако, если вы присмотритесь, их графические процессоры (GPU) можно найти в некоторых моделях среднего класса, таких как MediaTek Dimensity 930 2022 года. Но более вероятно, что вы помните их по более ранним моделям iPhone, например, до A10 Fusion, где архитектура PowerVR была ключевым компонентом. После того, как Apple лицензировала свою интеллектуальную собственность (IP) для более специализированных собственных графических процессоров, Imagination, казалось, исчезла из флагманского кремния. Однако их недавнее участие в разработке Google Tensor G5 — это захватывающее возвращение в центр внимания передовых технологий!

Как устроена архитектура DXT от Imagination?

Серия Tensor от Google отстает в графическом секторе, отставая как минимум на два поколения от лидеров рынка по производительности. Компания также запоздала с внедрением новых конструкций графических процессоров и избежала поддержки трассировки лучей — функции, которая сейчас обычно ожидается в высокопроизводительных мобильных графических процессорах. Однако похоже, что эта тенденция может частично измениться с появлением Tensor G5 и графического процессора DXT-48.

Вместо того, чтобы сосредоточиться на конкретных показателях производительности, на данном этапе это преждевременно, поскольку архитектура DXT остается неизведанной территорией в мобильных тестах и играх. Однако стоит отметить, что конфигурация DXT «High Configuration» с двумя ядрами обеспечивает 1536 FP32 FLOP за такт, что соответствует примерно 1,69 TFLOPS при заявленной тактовой частоте 1,1 ГГц. Имейте в виду, что сравнение TFLOPS для разных архитектур графических процессоров может быть непростым делом из-за различных предостережений, но в Интернете доступны некоторые контрольные показатели для приблизительного ориентира.

Графический процессор Qualcomm Snapdragon X Plus с производительностью 1,7 терафлопс набрал около 3200 баллов в Wild Life Extreme. Это делает Tensor G5 примерно на 20–25 % быстрее, чем его предыдущая версия, как показывает этот тест производительности. Это будет представлять собой существенное улучшение графических возможностей Pixel по сравнению с предыдущими поколениями, но новейшая архитектура Mali-G925 от Arm на 3-нм платформе потенциально может обеспечить еще большие улучшения. Однако стоит отметить, что Tensor G5 по-прежнему отстает от ожидаемого Snapdragon 8 Gen 2, который выйдет в 2023 году, а также медленнее, чем самые быстрые сегодня игровые телефоны и будущие конкуренты 2025 года, оснащенные мощным Snapdragon 8 Elite.

Внутренние данные Google, по мнению Android Authority, позволяют предположить, что производительность может подскочить немного выше. Графики не очень четко обозначены, но указывают на прирост от 35% до 60% по сравнению с G4, в зависимости от эталонного теста. Это было бы более важно, но даже данные Google показывают, что он значительно отстает от последних моделей Apple и Qualcomm, предлагая производительность, которая все еще не такая быстрая, как у ведущих процессоров 2023 года.

Графический процессор Tensor G5 увидит самый большой прирост за последние поколения, но этого будет недостаточно, чтобы догнать лидеров.

Как аналитик, я могу сказать, что, хотя ожидаемая производительность графического процессора Tensor G5, возможно, и не бросит вызов трону, его стабильная производительность остается убедительным фактором сравнения. К счастью, архитектура DXT может похвастаться некоторыми интригующими функциями, которые потенциально могут сократить разрыв в производительности с конкурентами.

Как аналитик, я отмечаю, что трассировка лучей по-прежнему остается дополнительной функцией при использовании DXT, аналогично тому, как она работает с разделением Mali/Immortalis от Arm. Google решает использовать наименьшую возможную конфигурацию блока кластера лучевого ускорения (RAC) (DXT-48-1536-0,5RT2) с половиной RAC в каждом ядре. Стоит отметить, что G5 не ориентирован в первую очередь на обеспечение высочайшего уровня производительности.

Несмотря на то, что Imagination Technologies является меньшим игроком, она может похвастаться эксклюзивной реализацией трассировки лучей 4-го уровня, что потенциально позволяет ей превзойти конкурентов в этой области. Эта передовая технология включает в себя полную разгрузку ALU, обработку BVH для более быстрого расчета пересечений и сортировку когерентности лучей для эффективной групповой обработки соседних лучей. В отличие от Arm Immortalis или Adreno от Qualcomm, оборудование Imagination поддерживает обработку BVH и Ray Coherency. Однако, поскольку мы еще не тестировали заявленные возможности трассировки лучей, важно держать ожидания под контролем.

Зачем покидать Мали спустя столько лет?

Технический документ Imagination DXT содержит некоторые интригующие дополнительные подробности. Эта архитектура может обрабатывать скорости затенения фрагментов до 2×4 и 4×4, что также доступно в текущем Tensor’s Arm Mali-G715 и других платформах высшего уровня (обычно называемых затенением с переменной скоростью). Кроме того, он предлагает стандартное сжатие текстур ASTC с поддержкой расширенного динамического диапазона (HDR). По сути, эта архитектура графического процессора вполне конкурентоспособна по своим характеристикам.

Мы знаем, что новейший графический процессор оснащен возможностями виртуализации, которых нет в текущих чипах Tensor. Это означает, что он может обеспечивать ускоренную графику внутри виртуальной машины, что потенциально позволит Google представить некоторые из своих многочисленных функций, основанных на виртуализации, в Pixel 10. Может ли быть так, что одна из этих новых функций является причиной перехода на нового поставщика графических процессоров?

Одна из интригующих особенностей структуры графического процессора Imagination заключается в его суперскалярных ALU, которые работают как 128-битные блоки. Это позволяет этим арифметико-логическим устройствам одновременно обрабатывать множество фрагментов 32- или 16-битных данных. Кроме того, эта конструкция также использует стратегию децентрализованной многоядерности для ядер графического процессора. Преимущество здесь в том, что широкие регистры универсальны и могут легко вмещать различные типы данных высокой и низкой точности.

У Imagination совсем другая архитектура графического процессора, чем у Mali и Adreno.

В отличие от стандартных архитектур мобильных графических процессоров, этот метод не опирается на отдельные 32-битные и 16-битные ALU, работающие одновременно с общими размерами графических данных, при этом меньшие размеры данных необязательны в этих ALU для машинного обучения. Вместо этого он использует уникальную настройку, которая может быть не столь эффективной для традиционных графических задач, но хорошо работает при рабочих нагрузках машинного обучения с меньшей разрядностью. Однако ему не хватает возможности использовать множественные данные с одной инструкцией (SIMD) для более крупных типов данных, что может помочь оптимизировать пропускную способность памяти и ресурсы кэша, которых недостаточно в мобильных графических процессорах.

Наличие двух ядер графического процессора, которые работают независимо, позволяет повысить производительность и снизить энергопотребление при выполнении графических и вычислительных задач. Это связано с эффективностью параллельной обработки. Проще говоря, каждое ядро может выполнять одну задачу на максимальной скорости или даже разные задачи, а также имеет возможность экономить энергию, отключая ядро, когда оно не используется.

Возможно, именно потенциал повышения эффективности в задачах графики и/или машинного обучения привлек Google к этому дизайну. Однако, поскольку эти ядра не используют общие внутренние ресурсы, они могут столкнуться с узкими местами или недостаточным использованием по сравнению с унифицированной архитектурой шейдеров, такой как Mali. Поэтому это сопряжено с определенными рисками. Нам придется понаблюдать за его работой, чтобы узнать больше.

Google также может использовать новую архитектуру DXT для рабочих нагрузок искусственного интеллекта.

Что касается искусственного интеллекта, я проанализировал некоторые цифры из внутренних отчетов Google и приблизительно прогнозирую, что DXT-45 выполняет операции FMA примерно на 5% быстрее, чем G-715. Эта разница незначительна, но может быть существенной из-за большего 128-битного регистра DXT. DXT может выполнять больше операций за счет SIMD и/или более эффективного использования полосы пропускания. Будет интересно наблюдать, использует ли Google графический процессор для задач искусственного интеллекта, особенно потому, что, по прогнозам, его TPU в следующем поколении даст улучшение только на 14%.

Несмотря на мои сомнения в том, что DXT превосходит конкурентов, когда дело касается вычислительных нагрузок или игровой производительности, ясно, что решение о переходе основано не только на этих факторах. Похоже, что Google считает привлекательным баланс между затратами на интеллектуальную собственность, энергоэффективностью и набором предлагаемых функций. В любом случае, Google, похоже, решил, что Imagination Technologies будет лучшим выбором для их будущих нужд.

Сделает ли Google правильный выбор, выбрав Tensor G5?

К сожалению для тех, кто этого ожидает, переход на новый графический процессор, похоже, не приведет к значительному увеличению графической производительности Tensor G5 и Pixel 10, как ожидалось. Хотя улучшение на 25-60% приветствуется, чип по-прежнему отстает от аналогов примерно на два года. Вдобавок к разочарованию, похоже, что графический процессор может не сильно продвинуться по сравнению с Tensor G6, что приведет к еще большему отставанию Pixel 11 с точки зрения графической производительности.

В процессе трансформации Tensor G5 добавляет несколько новых инструментов. К ним относятся поддержка трассировки лучей, отдельная архитектура для задач, связанных с графическими процессорами, и виртуализация графических процессоров. В результате Pixel 11 будет иметь богатый набор функций, что сделает его обновлением для геймеров. Это может даже позволить Google предоставить еще несколько уникальных возможностей, которыми известна серия Pixel, и держать ее в центре внимания.

В конечном итоге производительность Tensor G5, похоже, будет еще больше отставать от лидеров рынка.

Забегая вперед, отметим, что до выхода Pixel 10 еще год, а конкуренты уже добились прогресса. Хотя Google планирует усовершенствовать процессор и графический процессор с помощью Tensor G5, похоже, что этот чип может отставать от самых быстрых процессоров на рынке. Остается вопрос, будет ли преимущество Google в области искусственного интеллекта достаточным, чтобы отбиться от своих конкурентов, но меня все больше беспокоит, что этого может быть недостаточно.

Смотрите также

2024-11-03 18:18