İçerik

• Adlandırma
• Model numaralarını anlama
• Çekirdekler, yürütme birimleri, ALU'lar
• GPU manzarası değişiyor
• Sarmak

Akıllı telefon grafikleri söz konusu olduğunda, çoğu Android cihaz Qualcomm (Adreno) veya Arm'dan (Mali) gelen grafik işlem birimlerini (GPU'lar) kullanır, ancak Yoda'nın söyleyeceği gibi başka bir tane var.

Belki bazı Android işlemcilerle ilgili olarak PowerVR adını fark ettiniz. PowerVR, Imagination Technologies'den gelen bir GPU serisidir. MediaTek Helio P90 işlemci PowerVR GM9446'yı, MediaTek Helio X30, PowerVR 7XTP-MT4'ü ve Helio P22 PowerVR GE8320'yi kullanır. Helio P35, Helio X10 ve MT8183 (Amazon Kindle Fire HD'de bulunan) dahil olmak üzere diğer MediaTek işlemciler de PowerVR GPU'ları kullanır.

Sadece MediaTek değil. Unisoc SC9861G-IA, PowerVR GT7200'ü kullanır. Intel’in Atom hattında PowerVR GPU’lar bulunan çeşitli modeller var. PowerVR, Allwinner ve Rockchip'in işlemcilerinde de bulunabilir.

Odadaki fil Apple. Yakın zamana kadar Apple, Imagination’ın GPU'larını A serisi işlemcilerle birleştirdi. IPhone 4'te bulunan Apple A4 işlemcisi PowerVR SGX 535'i kullandı. A5 ve A6 PowerVR SGX543'ü, A7 PowerVR G6430'u, A8 GX6450'yi ve A9'u GT7600'ü kullandı. Ve her şey aniden bittiği yer burası. A10 muhtemelen bir çeşit özel hibrit GPU kullanıyor olsa da, Apple’ın Imagination ile ilişkisi büyük ölçüde değişti. Sonuç, şirket için ticari düzeyde bir karışıklık oldu. Üst kısımda değişiklikler oldu (CEO ve CFO), şirket MIPS CPU bölümünü sattı ve sonunda şirketin geri kalanı Çin odaklı bir özel sermaye fonu olan Canyon Bridge tarafından satın alındı.

Odadaki fil Apple.

Ancak, PowerVR GPU'lar ölmedi ve potansiyel olarak parlak bir geleceği var. GPU'lar akıllı telefonlardan daha fazlasında bulunur. Set üstü cihazlardan, akıllı TV'lerden, araç bilgi eğlence sistemlerinden ve tıbbi ekipmandan gelen her türlü cihaz GPU'ları kullanır. İkincisi, PowerVR GPU'ların Helio P90 gibi yeni işlemcilerde kullanılmaya devam etmesi, SoC üreticilerinin hala PowerVR GPU'yu uygun bir seçenek olarak gördüğü anlamına geliyor. Üçüncüsü, mevcut GPU manzarası değişiyor ve Imagination dalgayı sürdürebiliyorsa en üste çıkabilirdi. Daha sonra bu konuda daha fazla.

Adlandırma

Bir şeyi adlandırmak her zaman zordur, ancak bazı şirketler diğerlerinden daha iyidir. Qualcomm’un ve Arm’ın GPU’sının adlandırma programları oldukça basittir. Imagination GPU'nun isimlendirme şeması biraz daha farklı!

İlk önemli bilgi, şirketin şu anda iki büyük GPU mimarisine sahip olmasıdır: Rogue ve Furian. İlk Rogue tabanlı GPU'lar 2012'de PowerVR Series6 GPU'larla birlikte piyasaya sürüldü. Rogue mimarisi yıllar boyunca ince ve geliştirilmiş ve 2017’deki Series9XE ve Series9XM GPU’lar dahil tüm Imaginations GPU’larının temelini oluşturdu.

Furian, daha yeni bir GPU mimarisidir, Imagination’ın 2012’den bu yana ilk mimarisi olan yenilenmesidir. Şu anda iki Furian GPU vardır, PowerVR GT8525 ve PowerVR GT8540. Her ikisi de, Series9XE ve XM GPU'ları Series8XE ve Series8XE Plus gibi eski Rogue mimarisini kullandığından, biraz kafa karıştırıcı olan PowerVR Series8XT serisinin bir parçasıdır. Açıklanan hiçbir mobil işlemci şu anda bir Furian GPU kullanmıyor.

Model numaralarını anlama

PowerVR GPU'ları genellikle dört basamaklı model numaraları kullanır. Helio P90'daki GPU GM9446'dır, Helio P22 ise GE8320'yi kullanmaktadır. Bütün bu rakamlar ne anlama geliyor?

İlk hane “seri” numarasıdır. Bu yüzden Series8XE ve XE Plus serisindeki tüm işlemciler 8 ile başlar. Series9 serisindeki işlemciler dokuz ile başlar.

İkinci hane, saat döngüsü başına kaç pikselin işlendiğini gösterir. Genel olarak, belirtilen sayı gerçek piksel hızının yarısıdır. Dolayısıyla “4” saat başına sekiz piksel, “2” dört piksel perspektif saat ve “1” saat başına iki piksel anlamına gelir.

Şirket şu anda iki büyük GPU mimarisine sahip: Rogue ve Furian.

Üçüncü hane, GPU’nun işlem gücünün bir göstergesidir. Bazı GPU üreticileri, GPU'daki “çekirdek” sayısını belirtir.“Çekirdek” terimi bir yaratıcı muhasebeye ve ayrıca bazı teknik el yıkamaya açıktır, yani bir satıcının “çekirdek” ile ne anlama geldiği diğerinden farklıdır. Birazdan bu konuya biraz daha derin gireceğim, ancak üçüncü rakam ne kadar yüksek olursa performans o kadar yüksek olur. Oranlar her nesilde farklıdır, ancak Series9 GPU'lar için:

• 1 = 64 FP16 FLOP / Saat
• 2 = 128 FP16 FLOP / Saat
• 4 = 256 FP16 FLOP / Saat

Son hane bir özellik bayrağıdır. Örneğin, GE8322 (sondaki ikisinin notu) PVRIC çerçeve tamponu sıkıştırmasını (PowerVR’ın kayıpsız sıkıştırma ve açma algoritmasını) destekler, oysa GE8340 (sıfıra dikkat et) desteklememektedir.

Çekirdekler, yürütme birimleri, ALU'lar

Uzun zaman önce, çok uzak bir evrende GPU'lar iki farklı tipte gölgelendirici kullandılar. 3B dünyasından düz ekranın 2B dünyasına kadar bir nokta listesinde (köşe noktaları) dönüşüm yapmaktan sorumlu olan Vertex gölgelendiricileri; ve aydınlatma ve doku bilgisine dayanarak bir pikselin rengini hesaplayan Piksel gölgelendiricileri. Bu gölgelendiriciler programlanabilirdi ve genellikle Vertex gölgelendiricilerinden daha fazla Piksel gölgelendiricisi vardı.

Gölgelendiriciler, çekirdek olarak bilinir ve bir gölgelendiricinin bir Vertex gölgelendiricisi veya bir Pixel gölgelendiricisi olarak işlev görebileceği Birleşik Gölgelendirici Modelinin ortaya çıkışıyla, çekirdek terimi daha da popüler hale geldi.

GPU tasarımları geliştikçe, bu çekirdeklerin şekli de değişmeye başladı. Önceden, tek bir gölgelendirici çekirdeği, gölgelendirici üzerinde çalışan talimatların programlanması, yürütülmesi ve gönderilmesi de dahil olmak üzere gerekli tüm mantığı içermekteydi (çünkü programlanabilirlerdi). Verimliliği artırmak için GPU tasarımcıları, gölgelendirici tasarımının belirli kısımlarını artırmaya başladı, ortada onları “daha ​​şişman” yaptı. Bu, gölgelendirici bir çekirdeğin verimini iki katına çıkarabilir veya dört katına çıkarabilir, ancak şimdi soru, dört yürütme birimi veya dört çekirdekli bir çekirdeğe sahip olup olmadığına dönüşür.

PowerVR GPU'larda gerçek matematiği yapan bitlere Aritmetik Mantık Birimi (ALU) adı verilir. 16bit ve 32bit lezzetlerle gelirler ve kümeler halinde gruplandırılırlar.

PowerVR GX6650'de toplam 192 32bit (FP32) ALU çekirdeği bulunan altı küme var, buna 192 çekirdekli GPU adı veriliyor mu? Belki de Imagination’ın adlandırma programı sonuçta en iyi yaklaşımdır!

GPU manzarası değişiyor

GPU'lar yalnızca bir işe ve bir işe sadece sahipti, 3D grafikler, ancak zaman zaman değişiyor '. GPU'lar artık bilimsel hesaplama ve makine öğrenimindeki her türlü paralel görevi üstleniyor. Bunların çoğu hala süper bilgisayarlarda veya birden fazla high-end grafik kartı ile oluşturulmuş makinelerde oluyor. Bununla birlikte, mobil GPU'ları yavaşlatmaya başladı. Modern amiral gemisi akıllı telefonlar, kamera uygulamasında nesne tanıma gibi şeyler için sinir ağı çıkarım modellerini çalıştırabilir. Android artık, doğru sürücüler mevcutsa, GPU'yu kullanabilen bir sinir ağı API'sine sahiptir.

PowerVR GPU'ları bu değişen peyzajın bir parçasıdır ve OpenCL ve Android’in sinir ağı HAL ile uyumludur. GPU’da bir sinir ağı çalıştırmak yeterli değilse, Imagination’ın Android’in sinir ağı HAL, Caffe ve TensorFlow’u destekleyen bir sinir ağı hızlandırıcısı da vardır.

Ve sonra Raytracing var.

Sonra ışın izleri var. Nvidia, son zamanlarda gerçek zamanlı ışın izleme yapabilen masaüstü GPU'ları ile manşetlere girdi. Tazeleyici olarak, ışın izleme, ışık ışınlarının 3D ortamındaki yolunu “izleyen” bir tekniktir. Işığın gerçek fiziğini yakından taklit etmeyi amaçlar. Sonuç, gerçekçi aydınlatma, gölgeler, yansıma ve kırılma efektleridir.

Hayal gücü yıllardır donanım tabanlı ışın taramalarında lider olmuştur ve henüz şirketin mobil işlemcilerinde olmamasına rağmen, kesinlikle masaüstünde zemin kazanmaktadır. Imagination şu anda masaüstleri için ışıldayan grafik kartları satmıyor, ancak PowerVR GR6500 dahil olmak üzere bazı konsept kanıt mobil donanım üretti.

Herhangi bir gerçek raytracing donanımı satmayan bir şirketin "donanım tabanlı raytracing'te lider" olabileceğini merak ediyor olabilirsiniz. Cevap fikri mülkiyet niteliğindedir. Imagination cips yapmaz, GPU teknolojisinin tamamı MediaTek gibi yonga üreticileri tarafından lisanslanır ve bir CPU ve diğer parçalarla birlikte mobil işlemcilere dahil edilir.

Aynısı muhtemelen raytracing donanım teknikleri ve teknolojisi için de geçerlidir. Hayal gücü, raytracing teknolojisini kimin lisansladığına dair hiçbir duyuruda bulunmadı, ancak spekülasyon yapabiliriz!

Mobil GPU pazarı akıcıdır. Sözleşmeler kazanıldı ve sözleşmeler kaybedildi. Mobil işlemci üreticileri her zaman performans, güç verimliliği, maliyet ve özellikler açısından rekabette üstünlük arıyorlar. Imagination ve Apple bugün farklı bir ilişkiye sahipken, diğer yonga üreticilerinin MediaTek de dahil olmak üzere GPU parçalarına ihtiyacı var. MediaTek'in ötesinde, sadece mobilde değil, otomotiv, ev eğlencesi ve tıp gibi diğer pazarlarda da başka olanaklar var.

Samsung şimdiki GPU tedarikçisinden uzaklaşacak mı? Peki ya Huawei? Intel’in tablet işlemcileriyle birlikte PowerVR için hala bir yer var mı? Peki ya Unisoc veya Xiaomi’nin Pinecone’u, hatta LG’nin NUCLUN işlemcisinin uzun zamandır devam eden söylentileri bile?

Sarmak

PowerVR GPU'lar, Qualcomm ve Arm'dan gelen tekliflerden sonra Android ekosisteminin alternatif GPU seçeneğidir. Furian tabanlı bir mobil GPU'yu henüz gerçek bir çipte görmedim ve bir tanesini görmek ilginç olurdu. Mobil makine öğreniminin ortaya çıkması ve mobil işlemcilerde olası ışınlama teknolojisinin vaatleri ile, hepimiz Imagination'a göz kulak olmak akıllıca olur, çünkü hepimiz PowerVR GPU'ların nerede açılacağını görmek bizi şaşırtabilir!