Arm ha presentato la Mali G2-Ultra NX, la prima GPU della sua famiglia Mali costruita appositamente per la grafica neurale, promettendo una qualità visiva di classe desktop sugli smartphone mettendo l'accelerazione AI al centro della pipeline grafica piuttosto che fissarla.
Annunciata martedì nella newsroom di Arm, la nuova architettura integra acceleratori neurali dedicati direttamente all'interno dei core shader, consentendo ai carichi di lavoro neurali di funzionare insieme a grafica convenzionale e attività di elaborazione condividendo il sistema di memoria della GPU, cache coerenti e strutture di controllo. Arm afferma che una stretta integrazione riduce lo spostamento dei dati e migliora l'efficienza, una considerazione fondamentale all'interno del rigido involucro energetico e termico di un dispositivo mobile. Per gli ultimi sviluppi dell'intelligenza artificiale, segui la copertura continua di AI Buzz Wire. ultimi sviluppi dell'intelligenza artificiale
Tre tecnologie neurali per il gioco mobile
Il Mali G2-Ultra NX viene fornito con tre tecniche neurali principali:
Il Neural Super Sampling (NSS) ricostruisce le immagini ad alta risoluzione da rendering a risoluzione inferiore, combinando dati temporali con anti-aliasing integrato per ridurre la quantità di lavoro di rendering convenzionale necessario per un fotogramma finale di alta qualità.
Il Neural Frame Rate Upscaling (NFRU) genera fotogrammi intermedi utilizzando dati di movimento, profondità e fotogrammi renderizzati, aumentando i frame rate per un gameplay più fluido e, secondo Arm, supportando sessioni di gioco mobile più lunghe fino a 120 FPS.
Il Neural Super Sampling and Denoising (NSSD) abbina l'upscaling neurale al denoising per migliorare la qualità dell'immagine in scene ray tracing impegnative con luci e ombre complesse.
Per dimostrare la pipeline in produzione, Arm e lo sviluppatore di giochi Sumo Digital hanno creato una vetrina chiamata Neural Dawn. Arm afferma che la demo raggiunge un'efficienza prestazionale fino a 4 volte superiore e un traffico di memoria esterna inferiore fino al 70% rispetto al rendering nativo e rende pratiche come MegaLights di Unreal Engine l'hardware mobile.
Il più grande aggiornamento ISA del Mali in sette generazioni
Oltre all'hardware neurale, G2-Ultra NX introduce un nuovo motore di esecuzione che Arm descrive come il più grande aggiornamento dell'architettura del set di istruzioni del Mali in sette generazioni. Fornisce fino al doppio dei registri per curvatura, offrendo agli sviluppatori margine per scene più ricche ed effetti più complessi mantenendo costante il frame rate.
I miglioramenti architetturali si traducono in numeri misurabili, almeno secondo i benchmark di Arm: prestazioni di riferimento fino al 24% più elevate e prestazioni di gioco non-AI fino al 14% più elevate rispetto alla generazione precedente.
Ray Tracing di terza generazione
Il ray tracing è tornato per un terzo round. Il G2-Ultra NX è dotato dell'unità di ray tracing hardware di terza generazione di Arm, che secondo l'azienda supporta illuminazione, ombre, riflessi e geometrie più complesse, riducendo al contempo il traffico DRAM fino al 13% rispetto ai principali benchmark di ray tracing.
Il nuovo supporto hardware per le micromappe di opacità aiuta la GPU a gestire le complesse geometrie trasparenti (fogliame, tessuti e superfici stratificate) in modo più efficiente. In una demo di Arm, l'utilizzo delle micromappe di opacità ha aumentato il frame rate del 30% e ridotto il carico di lavoro del ray tracing fino al 70%.
Perché la grafica nativa dell'intelligenza artificiale è importante
L’annuncio riflette una più ampia convinzione del settore secondo cui il futuro della grafica in tempo reale è ibrido: rendering convenzionale per ciò che può essere calcolato a buon mercato, ricostruzione neurale per tutto il resto. Le GPU desktop di Nvidia, AMD e Intel hanno normalizzato l'upscaling dell'intelligenza artificiale e la generazione di frame nella fascia alta; i fornitori di console utilizzano tecniche di apprendimento automatico per vantaggi simili. Il mobile è rimasto indietro, soprattutto perché i modelli neurali competono per lo stesso budget energetico del gioco stesso.
La risposta di Arm è architettonica: invece di trattare l'intelligenza artificiale come un acceleratore separato in competizione per la larghezza di banda della memoria, G2-Ultra NX incorpora unità neurali all'interno dei core shader dove risiedono già i dati. L'azienda sostiene che ciò consente alle tecniche neurali di passare dalle demo tecnologiche ai giochi di produzione, all'interno della potenza di un telefono.
L’argomento della memoria merita enfasi. Nei system-on-chip mobili, il traffico della memoria esterna è uno dei maggiori consumatori sia di energia che di latenza: spostare i dati dalla GPU e viceversa costa più energia rispetto all'elaborazione su di essa. Riutilizzando le cache coerenti della GPU e le strutture di controllo per i carichi di lavoro neurali, Arm afferma che il progetto evita gran parte di questo viaggio di andata e ritorno. La riduzione del 70% nel traffico della memoria esterna dalla demo di Neural Dawn è, in questo senso, tanto una questione di durata della batteria quanto di prestazioni.
L’azienda sta anche facendo un gioco di ecosistema. L'annuncio di Arm inquadra G2-Ultra NX come un modo per gli sviluppatori di portare la grafica neurale in produzione più velocemente, suggerendo che implementazioni di riferimento come Neural Dawn sono pensate per essere progetti che gli studi possono adattare, piuttosto che demo di marketing una tantum. Le aspettative degli utenti mobili - immagini più ricche, frame rate più fluidi, scene più coinvolgenti - continuano a salire e Arm scommette che gli sviluppatori adotteranno qualunque pipeline soddisfi tali aspettative entro i limiti termici.
La scala della base installata indica il peso del passo. Arm afferma che ad oggi sono state spedite più di 14 miliardi di GPU Mali e, sebbene l'ammiraglia G2-Ultra NX apparirà per prima nei dispositivi premium, le tecniche di grafica neurale tendono a diffondersi attraverso le linee di prodotti dei partner di licenza nelle generazioni successive.
Per gli sviluppatori di giochi, il messaggio è che i giocatori mobile si aspettano sempre più la fedeltà visiva e la fluidità associate alle console e che soddisfare tale aspettativa entro i limiti termici di un telefono ora richiede l'intelligenza artificiale in ogni fase della pipeline. Arm ha effettivamente dichiarato che l'era in cui si considerava il rendering neurale come opzionale per le GPU mobili è finita.
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