Arm revelou o Mali G2-Ultra NX, a primeira GPU de sua família Mali construída especificamente para gráficos neurais, prometendo qualidade visual de classe desktop em smartphones, colocando a aceleração de IA no centro do pipeline gráfico, em vez de aplicá-la.
Anunciada terça-feira na redação da Arm, a nova arquitetura integra aceleradores neurais dedicados diretamente nos núcleos de shader, permitindo que cargas de trabalho neurais sejam executadas junto com gráficos convencionais e tarefas de computação enquanto compartilham o sistema de memória da GPU, caches coerentes e estruturas de controle. Arm afirma que a integração estreita reduz a movimentação de dados e melhora a eficiência – uma consideração crítica dentro do estrito envelope térmico e de energia de um dispositivo móvel. Para obter os desenvolvimentos mais recentes de IA, siga a cobertura contínua do AI Buzz Wire. últimos desenvolvimentos de IA
Três tecnologias neurais para jogos móveis
O Mali G2-Ultra NX vem com três técnicas neurais principais:
Neural Super Sampling (NSS) reconstrói imagens de alta resolução a partir de renderizações de baixa resolução, combinando dados temporais com anti-aliasing integrado para reduzir a quantidade de trabalho de renderização convencional necessário para um quadro final de alta qualidade.
O Neural Frame Rate Upscaling (NFRU) gera quadros intermediários usando dados de movimento, profundidade e quadros renderizados, aumentando as taxas de quadros para uma jogabilidade mais suave – e, de acordo com Arm, suportando sessões de jogos móveis mais longas de até 120 FPS.
Neural Super Sampling and Denoising (NSSD) combina upscaling neural com remoção de ruído para melhorar a qualidade da imagem em cenas exigentes com traçado de raio com iluminação e sombras complexas.
Para demonstrar o pipeline de produção, Arm e o desenvolvedor de jogos Sumo Digital construíram uma vitrine chamada Neural Dawn. Arm diz que a demonstração atinge eficiência de desempenho até 4x maior e tráfego de memória externa até 70 por cento menor em comparação com a renderização nativa, e torna técnicas como MegaLights do Unreal Engine práticas em hardware móvel.
A maior atualização do Mali ISA em sete gerações
Além do hardware neural, o G2-Ultra NX apresenta um novo mecanismo de execução que Arm descreve como a maior atualização da arquitetura do conjunto de instruções do Mali em sete gerações. Ele fornece até o dobro dos registros por warp, dando aos desenvolvedores espaço para cenas mais ricas e efeitos mais complexos, ao mesmo tempo que mantém as taxas de quadros estáveis.
Os ganhos arquitetônicos se traduzem em números mensuráveis, pelo menos de acordo com os próprios benchmarks da Arm: desempenho de benchmark até 24% maior e desempenho de jogos sem IA 14% maior em comparação com a geração anterior.
Ray Tracing de terceira geração
O Ray Tracing está de volta para uma terceira rodada. O G2-Ultra NX carrega a unidade de rastreamento de raios de hardware de terceira geração da Arm, que, segundo a empresa, suporta iluminação, sombras, reflexos e geometria mais complexos, ao mesmo tempo que reduz o tráfego DRAM em até 13 por cento nos principais benchmarks de rastreamento de raios.
O novo suporte de hardware para Micromapas de Opacidade ajuda a GPU a lidar com geometrias transparentes complexas – folhagens, tecidos e superfícies em camadas – com mais eficiência. Em uma demonstração do Arm, o uso de Opacity Micromaps aumentou as taxas de quadros em 30% e reduziu a carga de trabalho do ray tracing em até 70%.
Por que os gráficos nativos de IA são importantes
O anúncio reflete uma convicção mais ampla da indústria de que o futuro dos gráficos em tempo real é híbrido: renderização convencional para o que pode ser computado de forma barata, reconstrução neural para todo o resto. GPUs de desktop da Nvidia, AMD e Intel normalizaram o upscaling de IA e a geração de quadros de ponta; os fornecedores de console usam técnicas de aprendizado de máquina para obter ganhos semelhantes. Os dispositivos móveis ficaram para trás, principalmente porque os modelos neurais competem pelo mesmo orçamento de energia que o próprio jogo.
A resposta da Arm é arquitetônica: em vez de tratar a IA como um acelerador separado competindo pela largura de banda da memória, o G2-Ultra NX incorpora unidades neurais dentro dos núcleos shader onde os dados já residem. A empresa argumenta que isso permite que as técnicas neurais passem de demonstrações tecnológicas para jogos de produção, dentro do poder de um telefone.
Esse argumento da memória merece ênfase. Em sistemas móveis em chips, o tráfego de memória externa é um dos maiores consumidores de energia e latência – mover dados da GPU e de volta custa mais energia do que computar nela. Ao reutilizar os caches coerentes e as estruturas de controle da GPU para cargas de trabalho neurais, Arm afirma que o design evita grande parte dessa viagem de ida e volta. A redução de 70 por cento no tráfego de memória externa da demonstração Neural Dawn é, nesse sentido, tanto uma reivindicação de duração da bateria quanto de desempenho.
A empresa também está fazendo uma jogada ecossistêmica. O anúncio da Arm enquadra o G2-Ultra NX como uma forma de os desenvolvedores colocarem gráficos neurais em produção com mais rapidez, sugerindo que implementações de referência como Neural Dawn devem ser projetos que os estúdios podem adaptar, em vez de demonstrações de marketing únicas. As expectativas dos usuários móveis – visuais mais ricos, taxas de quadros mais suaves, cenas mais envolventes – continuam aumentando, e Arm aposta que os desenvolvedores adotarão qualquer pipeline que atenda a essas expectativas dentro dos limites térmicos.
A escala da base instalada indica o peso do passo. Arm diz que mais de 14 bilhões de GPUs do Mali foram vendidas até o momento e, embora o carro-chefe G2-Ultra NX apareça primeiro em dispositivos premium, as técnicas gráficas neurais tendem a se espalhar pelas linhas de produtos dos parceiros de licenciamento nas gerações subsequentes.
Para os desenvolvedores de jogos, a mensagem é que os jogadores móveis esperam cada vez mais a fidelidade visual e a suavidade associadas aos consoles – e que atender a essa expectativa dentro dos limites térmicos de um telefone agora requer IA em todas as etapas do pipeline. Arm declarou efetivamente que a era de tratar a renderização neural como opcional para GPUs móveis acabou.
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