Η Arm αποκαλύπτει το Mali G2-Ultra NX, την πρώτη του AI-Native Mobile GPU για νευρωνικά γραφικά

Η Arm αποκάλυψε το Mali G2-Ultra NX, την πρώτη GPU στην οικογένεια του Mali που κατασκευάστηκε ειδικά για νευρωνικά γραφικά, υποσχόμενη ποιότητα εικόνας σε επίπεδο επιτραπέζιου υπολογιστή σε smartphone, βάζοντας την επιτάχυνση AI στην καρδιά της γραμμής γραφικών αντί να την βιδώνει.

Ανακοινώθηκε την Τρίτη στο newsroom του Arm, η νέα αρχιτεκτονική ενσωματώνει αποκλειστικούς νευρικούς επιταχυντές απευθείας στους πυρήνες shader, επιτρέποντας στους νευρικούς φόρτους εργασίας να τρέχουν παράλληλα με τα συμβατικά γραφικά και τις εργασίες υπολογισμού ενώ μοιράζονται το σύστημα μνήμης της GPU, τις συνεκτικές κρυφές μνήμες και τις δομές ελέγχου. Ο Arm λέει ότι η στενή ενσωμάτωση μειώνει την κίνηση των δεδομένων και βελτιώνει την απόδοση - μια κρίσιμη παράμετρος στο πλαίσιο της αυστηρής ισχύος και θερμικής κάλυψης μιας κινητής συσκευής. Για περισσότερες τελευταίες εξελίξεις AI, ακολουθήστε τη συνεχή κάλυψη του AI Buzz Wire. τελευταίες εξελίξεις AI

Τρεις νευρωνικές τεχνολογίες για κινητά παιχνίδια

Το Mali G2-Ultra NX διατίθεται με τρεις βασικές νευρικές τεχνικές:

Το Neural Super Sampling (NSS) ανακατασκευάζει εικόνες υψηλότερης ανάλυσης από αποδόσεις χαμηλότερης ανάλυσης, συνδυάζοντας χρονικά δεδομένα με ενσωματωμένο anti-aliasing για να μειώσει την ποσότητα της συμβατικής εργασίας απόδοσης που απαιτείται για ένα τελικό πλαίσιο υψηλής ποιότητας.

Το Neural Frame Rate Upscaling (NFRU) δημιουργεί ενδιάμεσα καρέ χρησιμοποιώντας κίνηση, βάθος και δεδομένα από απόδοση καρέ, ενισχύοντας τους ρυθμούς καρέ για πιο ομαλό παιχνίδι — και, σύμφωνα με τον Arm, υποστηρίζοντας μεγαλύτερες περιόδους λειτουργίας gaming για κινητά έως και 120 FPS.

Το Neural Super Sampling and Denoising (NSSD) συνδυάζει τη νευρωνική αναβάθμιση με την αποθορυβοποίηση για να βελτιώσει την ποιότητα της εικόνας σε απαιτητικές σκηνές ακτινοβολίας με περίπλοκο φωτισμό και σκιές.

Για να επιδείξει τον αγωγό στην παραγωγή, ο προγραμματιστής Arm και παιχνιδιών Sumo Digital δημιούργησε μια βιτρίνα που ονομάζεται Neural Dawn. Ο Arm λέει ότι η επίδειξη επιτυγχάνει έως και 4 φορές υψηλότερη απόδοση απόδοσης και έως και 70 τοις εκατό χαμηλότερη κίνηση εξωτερικής μνήμης σε σύγκριση με την εγγενή απόδοση, και καθιστά τεχνικές όπως το MegaLights της Unreal Engine πρακτικές στο υλικό για φορητές συσκευές.

Η μεγαλύτερη αναβάθμιση του Mali ISA σε επτά γενιές

Πέρα από το νευρωνικό υλικό, το G2-Ultra NX εισάγει έναν νέο κινητήρα εκτέλεσης που ο Arm περιγράφει ως τη μεγαλύτερη αναβάθμιση αρχιτεκτονικής σετ εντολών του Μάλι σε επτά γενιές. Παρέχει έως και διπλάσιους καταχωρητές ανά στημόνι, δίνοντας στους προγραμματιστές περιθώριο για πιο πλούσιες σκηνές και πιο περίπλοκα εφέ, διατηρώντας τους ρυθμούς καρέ σταθερούς.

Τα αρχιτεκτονικά κέρδη μεταφράζονται σε μετρήσιμους αριθμούς, τουλάχιστον σύμφωνα με τα σημεία αναφοράς της Arm: έως και 24 τοις εκατό υψηλότερη απόδοση αναφοράς και 14 τοις εκατό υψηλότερη απόδοση παιχνιδιού εκτός AI σε σύγκριση με την προηγούμενη γενιά.

Ανίχνευση ακτίνων τρίτης γενιάς

Το Ray Tracing επιστρέφει για έναν τρίτο γύρο. Το G2-Ultra NX φέρει τη μονάδα ανίχνευσης ακτίνων υλικού τρίτης γενιάς της Arm, η οποία σύμφωνα με την εταιρεία υποστηρίζει πιο περίπλοκο φωτισμό, σκιές, αντανακλάσεις και γεωμετρία ενώ μειώνει την κίνηση DRAM έως και 13 τοις εκατό σε κορυφαία σημεία αναφοράς ανίχνευσης ακτίνων.

Η νέα υποστήριξη υλικού για το Opacity Micromaps βοηθά τη GPU να χειρίζεται πιο αποτελεσματικά την περίπλοκη διαφανή γεωμετρία - φύλλωμα, υφάσματα και πολυεπίπεδες επιφάνειες. Σε επίδειξη ενός βραχίονα, η χρήση του Opacity Micromaps αύξησε τους ρυθμούς καρέ κατά 30 τοις εκατό και μείωσε τον φόρτο εργασίας ανίχνευσης ακτίνων έως και 70 τοις εκατό.

Γιατί έχουν σημασία τα γραφικά AI-Native

Η ανακοίνωση αντικατοπτρίζει μια ευρύτερη πεποίθηση του κλάδου ότι το μέλλον των γραφικών σε πραγματικό χρόνο είναι υβριδικό: συμβατική απόδοση για ό,τι μπορεί να υπολογιστεί φθηνά, νευρική ανακατασκευή για οτιδήποτε άλλο. Οι επιτραπέζιες GPU από τις Nvidia, AMD και Intel έχουν κανονικοποιήσει την αναβάθμιση τεχνητής νοημοσύνης και τη δημιουργία πλαισίου στο υψηλό επίπεδο. Οι πωλητές κονσολών χρησιμοποιούν τεχνικές μηχανικής μάθησης για παρόμοια κέρδη. Το κινητό έχει καθυστερήσει, κυρίως επειδή τα νευρωνικά μοντέλα ανταγωνίζονται για τον ίδιο προϋπολογισμό ενέργειας με το ίδιο το παιχνίδι.

Η απάντηση του Arm είναι αρχιτεκτονική: αντί να αντιμετωπίζει την τεχνητή νοημοσύνη ως ξεχωριστό επιταχυντή που ανταγωνίζεται για το εύρος ζώνης της μνήμης, το G2-Ultra NX ενσωματώνει νευρωνικές μονάδες μέσα στους πυρήνες σκίασης όπου υπάρχουν ήδη τα δεδομένα. Η εταιρεία υποστηρίζει ότι αυτό επιτρέπει στις νευρωνικές τεχνικές να μετακινούνται από τα τεχνολογικά επιδείξεις στα παιχνίδια παραγωγής, εντός του φακέλου ισχύος ενός τηλεφώνου.

Αυτό το επιχείρημα μνήμης αξίζει να τονιστεί. Στα κινητά συστήματα-σε-τσιπ, η κίνηση εξωτερικής μνήμης είναι ένας από τους μεγαλύτερους καταναλωτές τόσο ισχύος όσο και λανθάνουσας κατάστασης — η μετακίνηση δεδομένων από την GPU και πίσω κοστίζει περισσότερη ενέργεια από τον υπολογισμό σε αυτήν. Χρησιμοποιώντας εκ νέου τις συνεκτικές κρυφές μνήμες και τις δομές ελέγχου της GPU για νευρωνικούς φόρτους εργασίας, ο Arm ισχυρίζεται ότι ο σχεδιασμός αποφεύγει μεγάλο μέρος αυτού του μετ' επιστροφής. Η μείωση κατά 70 τοις εκατό στην κίνηση της εξωτερικής μνήμης από την επίδειξη του Neural Dawn είναι, υπό αυτή την έννοια, τόσο ισχυρισμός διάρκειας μπαταρίας όσο και απόδοση.

Η εταιρεία κάνει επίσης ένα παιχνίδι οικοσυστήματος. Η ανακοίνωση του Arm πλαισιώνει το G2-Ultra NX ως έναν τρόπο για τους προγραμματιστές να φέρουν γρηγορότερα τα νευρωνικά γραφικά στην παραγωγή, υποδηλώνοντας ότι υλοποιήσεις αναφοράς όπως το Neural Dawn προορίζονται να είναι σχεδιαγράμματα που μπορούν να προσαρμόσουν τα στούντιο, αντί για εφάπαξ επιδείξεις μάρκετινγκ. Οι προσδοκίες των χρηστών κινητής τηλεφωνίας — πλουσιότερα γραφικά, ομαλότεροι ρυθμοί καρέ, πιο καθηλωτικές σκηνές — συνεχίζουν να ανεβαίνουν και οι προγραμματιστές της Arm στοιχηματίζουν ότι θα υιοθετήσουν όποιο αγωγό ανταποκρίνεται σε αυτές τις προσδοκίες εντός των θερμικών ορίων.

Η κλίμακα της εγκατεστημένης βάσης δίνει το βάρος του βήματος. Η Arm λέει ότι περισσότερες από 14 δισεκατομμύρια GPU του Mali έχουν αποσταλεί μέχρι σήμερα, και ενώ το ναυαρχίδα G2-Ultra NX θα εμφανιστεί πρώτο σε συσκευές premium, οι τεχνικές νευρωνικών γραφικών τείνουν να φθάνουν στις σειρές προϊόντων των συνεργατών αδειοδότησης στις επόμενες γενιές.

Για τους προγραμματιστές παιχνιδιών, το μήνυμα είναι ότι οι παίκτες κινητής τηλεφωνίας περιμένουν όλο και περισσότερο την οπτική πιστότητα και την ομαλότητα που σχετίζονται με τις κονσόλες — και ότι η ικανοποίηση αυτής της προσδοκίας εντός των θερμικών ορίων ενός τηλεφώνου απαιτεί πλέον τεχνητή νοημοσύνη σε κάθε στάδιο του αγωγού. Ο Arm έχει ουσιαστικά δηλώσει ότι η εποχή της αντιμετώπισης της νευρωνικής απόδοσης ως προαιρετικής για φορητές GPU έχει τελειώσει.

Μείνετε μπροστά από την τεχνητή νοημοσύνη

Παρακολουθήστε τις τελευταίες εξελίξεις της τεχνητής νοημοσύνης και τα νέα του υλικού τεχνητής νοημοσύνης καθώς η τεχνητή νοημοσύνη στη συσκευή αναδιαμορφώνει τη βιομηχανία των τσιπ.

Διαβάστε περισσότερα νέα AI →