Isi
Ketika datang ke grafik smartphone, sebagian besar perangkat Android menggunakan unit pemrosesan grafis (GPU) dari Qualcomm (Adreno) atau Arm (Mali), tetapi seperti Yoda katakan, ada yang lain.
Anda mungkin telah memperhatikan nama PowerVR dalam kaitannya dengan beberapa prosesor Android. PowerVR adalah seri GPU dari Imagination Technologies. Prosesor MediaTek Helio P90 menggunakan PowerVR GM9446, MediaTek Helio X30 menggunakan PowerVR 7XTP-MT4, dan Helio P22 menggunakan PowerVR GE8320. Prosesor MediaTek lainnya termasuk Helio P35, Helio X10, dan MT8183 (ditemukan di Amazon Kindle Fire HD) juga menggunakan GPU PowerVR.
Itu bukan hanya MediaTek, baik. Unisoc SC9861G-IA menggunakan PowerVR GT7200. Garis Intel Atom memiliki beberapa model dengan GPU PowerVR. PowerVR juga dapat ditemukan di prosesor dari Allwinner dan Rockchip.
Gajah di ruangan itu adalah Apple. Sampai baru-baru ini Apple memasukkan GPU Imagination ke dalam prosesor seri-A. Prosesor Apple A4, ditemukan 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 di situlah semuanya berakhir agak mendadak. Sementara A10 mungkin menggunakan semacam GPU hibrida khusus, hubungan Apple dengan Imagination berubah secara drastis. Hasilnya adalah pergolakan bagi perusahaan di tingkat komersial. Ada perubahan di puncak (CEO dan CFO), perusahaan menjual divisi CPU MIPS, dan akhirnya perusahaan diakuisisi oleh Canyon Bridge, dana ekuitas swasta yang berfokus pada China.
Gajah di ruangan itu adalah Apple.
Namun, GPU PowerVR tidak mati, dan berpotensi memiliki masa depan yang cerah. GPU ditemukan di lebih dari sekedar smartphone. Segala macam perangkat dari set-top box, TV pintar, sistem infotainment mobil, dan peralatan medis, semuanya menggunakan GPU. Kedua, terus menggunakan GPU PowerVR dalam prosesor baru, seperti Helio P90, berarti bahwa pembuat SoC masih menganggap GPU PowerVR sebagai opsi yang layak. Ketiga, lansekap GPU saat ini sedang berubah, dan jika Imajinasi dapat naik gelombang maka itu bisa keluar di atas. Lebih lanjut tentang itu nanti.
Penamaan
Memberi nama selalu sulit, tetapi beberapa perusahaan lebih baik daripada yang lain. Skema penamaan Qualcomm dan GPU Arm relatif mudah. Skema penamaan Imagination GPU sedikit lebih bernuansa!
Sepotong informasi kunci pertama adalah bahwa perusahaan saat ini memiliki dua arsitektur GPU utama: Rogue dan Furian. GPU berbasis Rogue pertama dirilis pada 2012 dengan GPU PowerVR Series6. Arsitektur Rogue telah diubah dan dikembangkan selama bertahun-tahun dan berfungsi sebagai fondasi untuk semua Imajinasi GPU hingga dan termasuk GPU Series9XE dan Series9XM 2017.
Furian adalah arsitektur GPU yang lebih baru, perombakan arsitektur pertama Imagination sejak 2012. Ada dua GPU Furian saat ini, PowerVR GT8525 dan PowerVR GT8540. Keduanya adalah bagian dari jajaran PowerVR Series8XT, yang sedikit membingungkan karena GPU Series9XE dan XM menggunakan arsitektur Rogue yang lebih tua, seperti halnya Series8XE dan Series8XE Plus. Tidak ada prosesor seluler yang diumumkan menggunakan Furian GPU saat ini.
Memahami nomor model
GPU PowerVR umumnya menggunakan nomor model empat digit. GPU dalam Helio P90 adalah GM9446, sedangkan Helio P22 menggunakan GE8320. Apa arti semua angka itu?
Digit pertama adalah nomor "seri". Jadi semua prosesor dalam rentang Series8XE dan XE Plus dimulai dengan 8. Prosesor dalam kisaran Series9 dimulai dengan sembilan, dan seterusnya.
Digit kedua menunjukkan berapa banyak piksel yang diproses per siklus clock. Secara umum, angka yang ditentukan adalah setengah dari tingkat piksel aktual. Jadi "4" berarti delapan piksel per jam, "2" berarti empat piksel per jam, dan "1" berarti dua piksel per jam.
Perusahaan saat ini memiliki dua arsitektur GPU utama: Rogue dan Furian.
Digit ketiga adalah indikasi kekuatan pemrosesan GPU. Beberapa pembuat GPU mengutip jumlah "inti" dalam GPU.Istilah "inti" terbuka untuk beberapa akuntansi kreatif dan juga beberapa handwaving teknis, yang berarti bahwa apa yang satu vendor maksudkan dengan "inti" berbeda dari yang lain. Saya akan membahas topik ini sedikit lebih dalam sebentar lagi, tetapi semakin tinggi digit ketiga semakin tinggi kinerjanya. Tarifnya berbeda di setiap generasi, tetapi untuk GPU Series9:
- 1 = 64 FP16 FLOPs / Jam
- 2 = 128 FL16 / Jam FP16
- 4 = 256 FP16 FLOPs / Jam
Digit terakhir adalah bendera fitur. Misalnya, GE8322 (perhatikan dua di bagian akhir) mendukung kompresi penyangga bingkai PVRIC (algoritma lossless kompresi dan dekompresi PowerVR), sedangkan GE8340 (perhatikan nol), tidak mendukungnya.
Core, unit eksekusi, ALU
Dahulu kala, di alam semesta yang sangat jauh, GPU menggunakan dua jenis shader yang berbeda. Vertex shaders, yang bertanggung jawab untuk melakukan transformasi pada daftar titik (simpul) dari dunia 3D ke dunia 2D layar datar; dan Pixel shaders, yang menghitung warna piksel berdasarkan informasi pencahayaan dan tekstur. Shader ini dapat diprogram dan umumnya terdapat lebih banyak Pixel shaders daripada Vertex shaders.
Shader dikenal sebagai inti, dan dengan munculnya Unified Shader Model, di mana shader dapat bertindak sebagai shader Vertex atau shader Pixel, istilah inti menjadi lebih populer.
Ketika desain GPU maju, bentuk core ini mulai berubah. Sebelumnya inti shader tunggal berisi semua logika yang diperlukan, termasuk penjadwalan, eksekusi, dan pengiriman instruksi yang berjalan pada shader (karena mereka dapat diprogram). Untuk meningkatkan throughput, perancang GPU mulai meningkatkan bagian-bagian tertentu dari desain shader, menjadikannya "lebih gemuk" di tengah. Ini bisa menggandakan atau melipatgandakan throughput dari inti shader, tetapi sekarang pertanyaannya adalah apakah memiliki satu inti dengan empat unit eksekusi atau empat inti.
Dalam PowerVR GPU, bit yang melakukan matematika sebenarnya disebut Arithmetic Logic Unit (ALUs). Mereka datang dalam rasa 16bit dan 32bit dan dikelompokkan dalam kelompok.
PowerVR GX6650 memiliki enam cluster dengan total 192 32bit (FP32) core ALU, haruskah itu disebut 192 core GPU? Mungkin skema penamaan Imagination adalah pendekatan terbaik!
Lansekap GPU sedang berubah
GPU dulu hanya memiliki satu pekerjaan dan satu pekerjaan saja, grafik 3D, tetapi waktu saat itu adalah a-changin '. GPU sekarang menangani semua jenis tugas yang sangat paralel dalam komputasi ilmiah, dan pembelajaran mesin. Sebagian besar masih terjadi pada superkomputer atau pada mesin yang dibangun dengan beberapa kartu grafis kelas atas. Namun, itu mulai mengalir ke GPU seluler. Smartphone andalan modern dapat menjalankan model inferensi jaringan saraf, untuk hal-hal seperti pengenalan objek di aplikasi kamera. Android sendiri sekarang memiliki API jaringan saraf yang dapat menggunakan GPU, jika driver yang tepat tersedia.
GPU PowerVR adalah bagian dari lansekap yang berubah ini dan kompatibel dengan OpenCL dan HAL jaringan saraf Android. Jika menjalankan jaringan saraf pada GPU tidak cukup maka Imagination juga memiliki akselerator jaringan saraf yang mendukung jaringan saraf Android HAL, Caffe, dan TensorFlow.
Dan kemudian ada Raytracing.
Lalu ada raytracing. Nvidia menjadi berita utama baru-baru ini dengan GPU desktop yang mampu melakukan raytracing real-time. Sebagai penyegar, raytracing adalah teknik yang “melacak” jalur sinar cahaya melalui lingkungan 3D. Ini bertujuan untuk meniru fisika cahaya yang sebenarnya. Hasilnya adalah pencahayaan yang sangat realistis, bayangan, refleksi, dan efek refraksi.
Imajinasi telah menjadi pemimpin dalam raytracing berbasis perangkat keras selama bertahun-tahun dan sementara itu belum di prosesor mobile perusahaan, itu pasti mendapatkan landasan di desktop. Imagination saat ini tidak menjual kartu grafis raytracing untuk desktop, tetapi telah menghasilkan beberapa perangkat keras seluler konsep-bukti termasuk PowerVR GR6500.
Anda mungkin bertanya-tanya bagaimana sebuah perusahaan yang tidak menjual perangkat keras raytracing yang sebenarnya bisa menjadi "pemimpin dalam raytracing berbasis perangkat keras." Jawabannya adalah kekayaan intelektual. Imajinasi tidak membuat chip, semua teknologi GPU-nya dilisensikan oleh pembuat chip, seperti MediaTek, dan tergabung dalam prosesor seluler bersama dengan CPU dan bagian lainnya.
Hal yang sama mungkin berlaku untuk teknik dan teknologi perangkat keras raytracing. Imagination belum membuat pengumuman publik tentang siapa yang melisensikan teknologi raytracing-nya, tetapi kita bisa berspekulasi!
Pasar GPU seluler lancar. Kontrak dimenangkan dan kontrak hilang. Pembuat prosesor seluler selalu mencari keunggulan dibandingkan pesaing mereka dalam hal kinerja, efisiensi daya, biaya, dan fitur. Sementara Imagination dan Apple memiliki hubungan yang berbeda saat ini, pembuat chip lain membutuhkan komponen GPU, termasuk MediaTek. Di luar MediaTek ada kemungkinan lain, tidak hanya di ponsel, tetapi juga di pasar lain seperti otomotif, hiburan rumah, dan medis.
Akankah Samsung pindah dari pemasok GPU saat ini? Bagaimana dengan Huawei? Apakah masih ada tempat untuk PowerVR bersama CPU tablet Intel? Bagaimana dengan Unisoc atau Pinusone Xiaomi, atau bahkan iterasi panjang berikutnya dari prosesor NUCLUN LG?
Bungkus
PowerVR GPU adalah opsi GPU alternatif ekosistem Android setelah penawaran dari Qualcomm dan Arm. Kami belum melihat GPU mobile berbasis Furian dalam chip aktual dan akan menarik untuk melihatnya. Dengan munculnya pembelajaran mesin seluler dan janji-janji kemungkinan teknologi raytracing pada prosesor seluler, kita semua akan bijaksana untuk mengawasi Imajinasi, karena kita semua mungkin akan terkejut melihat di mana GPU PowerVR muncul berikutnya!
