Arm ha presentado Mali G2-Ultra NX, la primera GPU de su familia Mali construida específicamente para gráficos neuronales, que promete una calidad visual de escritorio en teléfonos inteligentes al colocar la aceleración de IA en el corazón de la línea de gráficos en lugar de agregarla.
Anunciada el martes en la sala de redacción de Arm, la nueva arquitectura integra aceleradores neuronales dedicados directamente dentro de los núcleos de sombreado, lo que permite que las cargas de trabajo neuronales se ejecuten junto con gráficos convencionales y tareas informáticas mientras comparten el sistema de memoria de la GPU, cachés coherentes y estructuras de control. Arm dice que una estrecha integración reduce el movimiento de datos y mejora la eficiencia, una consideración crítica dentro de la estricta envoltura térmica y de energía de un dispositivo móvil. Para conocer más novedades sobre IA, siga la cobertura continua de AI Buzz Wire. últimos desarrollos de IA
Tres tecnologías neuronales para juegos móviles
El Mali G2-Ultra NX viene con tres técnicas neuronales principales:
Neural Super Sampling (NSS) reconstruye imágenes de mayor resolución a partir de renderizados de menor resolución, combinando datos temporales con suavizado integrado para reducir la cantidad de trabajo de renderizado convencional necesario para un fotograma final de alta calidad.
Neural Frame Rate Upscaling (NFRU) genera fotogramas intermedios utilizando movimiento, profundidad y datos de fotogramas renderizados, lo que aumenta la velocidad de fotogramas para un juego más fluido y, según Arm, admite sesiones de juegos móviles más largas de hasta 120 FPS.
Neural Super Sampling and Denoising (NSSD) combina el escalado neuronal con la eliminación de ruido para mejorar la calidad de la imagen en escenas exigentes con trazado de rayos con luces y sombras complejas.
Para demostrar el proceso de producción, Arm y el desarrollador de juegos Sumo Digital crearon un escaparate llamado Neural Dawn. Arm dice que la demostración logra una eficiencia de rendimiento hasta 4 veces mayor y hasta un 70 por ciento menos de tráfico de memoria externa en comparación con el renderizado nativo, y hace que técnicas como MegaLights de Unreal Engine sean prácticas en hardware móvil.
La mayor actualización de la ISA de Mali en siete generaciones
Más allá del hardware neuronal, el G2-Ultra NX presenta un nuevo motor de ejecución que Arm describe como la mayor actualización de la arquitectura del conjunto de instrucciones de Mali en siete generaciones. Proporciona hasta el doble de registros por warp, lo que brinda a los desarrolladores margen para escenas más ricas y efectos más complejos mientras mantiene estable la velocidad de fotogramas.
Las mejoras arquitectónicas se traducen en cifras mensurables, al menos según los propios puntos de referencia de Arm: hasta un 24 por ciento más de rendimiento de referencia y un 14 por ciento más de rendimiento de juegos sin IA en comparación con la generación anterior.
Trazado de rayos de tercera generación
El trazado de rayos regresa para una tercera ronda. El G2-Ultra NX lleva la unidad de trazado de rayos de hardware de tercera generación de Arm, que según la compañía admite iluminación, sombras, reflejos y geometría más complejos al tiempo que reduce el tráfico de DRAM hasta en un 13 por ciento en los principales puntos de referencia de trazado de rayos.
El nuevo soporte de hardware para Opacity Micromaps ayuda a la GPU a manejar geometría transparente intrincada (follaje, telas y superficies en capas) de manera más eficiente. En una demostración de Arm, el uso de Opacity Micromaps aumentó la velocidad de fotogramas en un 30 por ciento y redujo la carga de trabajo de trazado de rayos hasta en un 70 por ciento.
Por qué son importantes los gráficos nativos de IA
El anuncio refleja una convicción más amplia de la industria de que el futuro de los gráficos en tiempo real es híbrido: renderizado convencional para lo que se puede calcular de forma económica, reconstrucción neuronal para todo lo demás. Las GPU de escritorio de Nvidia, AMD e Intel han normalizado la ampliación de la IA y la generación de fotogramas en la gama alta; Los proveedores de consolas utilizan técnicas de aprendizaje automático para obtener beneficios similares. Los dispositivos móviles se han quedado atrás, en gran parte porque los modelos neuronales compiten por el mismo presupuesto de energía que el juego en sí.
La respuesta de Arm es arquitectónica: en lugar de tratar la IA como un acelerador separado que compite por el ancho de banda de la memoria, el G2-Ultra NX incorpora unidades neuronales dentro de los núcleos de sombreado donde ya se encuentran los datos. La compañía sostiene que esto permite que las técnicas neuronales pasen de demostraciones tecnológicas a juegos de producción, dentro de la potencia de un teléfono.
Ese argumento de la memoria merece énfasis. En los sistemas móviles en chips, el tráfico de memoria externa es uno de los mayores consumidores de energía y latencia: mover datos de la GPU y viceversa cuesta más energía que procesarlos en ella. Al reutilizar las estructuras de control y cachés coherentes de la GPU para cargas de trabajo neuronales, Arm afirma que el diseño evita gran parte de ese viaje de ida y vuelta. La reducción del 70 por ciento en el tráfico de la memoria externa de la demostración de Neural Dawn es, en ese sentido, tanto una afirmación sobre la duración de la batería como sobre el rendimiento.
La empresa también está apostando por el ecosistema. El anuncio de Arm enmarca el G2-Ultra NX como una forma para que los desarrolladores lleven los gráficos neuronales a producción más rápidamente, lo que sugiere que las implementaciones de referencia como Neural Dawn están destinadas a ser planos que los estudios puedan adaptar, en lugar de demostraciones de marketing únicas. Las expectativas de los usuarios móviles (imágenes más ricas, velocidades de fotogramas más suaves, escenas más inmersivas) continúan aumentando, y Arm apuesta a que los desarrolladores adoptarán cualquier canal que cumpla con esas expectativas dentro de los límites térmicos.
La escala de la base instalada indica el peso del paso. Arm dice que hasta la fecha se han enviado más de 14 mil millones de GPU Mali, y si bien el buque insignia G2-Ultra NX aparecerá primero en dispositivos premium, las técnicas de gráficos neuronales tienden a filtrarse a través de las líneas de productos de los socios licenciantes en las generaciones posteriores.
Para los desarrolladores de juegos, el mensaje es que los jugadores móviles esperan cada vez más la fidelidad visual y la fluidez asociadas con las consolas, y que cumplir esa expectativa dentro de los límites térmicos de un teléfono ahora requiere IA en cada etapa del proceso. Arm ha declarado efectivamente que la era de tratar el renderizado neuronal como opcional para las GPU móviles ha terminado.
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