Изображение 1 из 3
Как выразился Дэвид Гарольд из Imagination Technologies, «мобильные устройства отстают с точки зрения необработанных кадров в секунду [кадров в секунду], но не столько с точки зрения возможностей». При поддержке Благодаря функциям DirectX 11, OpenGL и OpenGL ES 3 современные мобильные процессоры могут создавать мобильный контент, который «для большинства выглядит так же хорошо, как и все на ПК или консоли», — говорится в сообщении. Гарольд. «Вы и я могли бы оценить, что существуют методы, используемые для создания такого эффекта — менее сложность в некоторых областях, немного меньше алиасинга на меньшем экране — но доказательство в опыт."
Проблемы впереди
Во многих отношениях улучшение процессоров для смартфонов и планшетов ничем не отличается от улучшения процессоров для настольных компьютеров и ноутбуков. Самыми большими проблемами являются энергопотребление и нагрев, но на мобильных устройствах обе проблемы становятся более важными. До определенного момента те же трюки, которые работают на настольных процессорах, работают и на мобильных устройствах: новые технологии обработки и уменьшение размера кристалла.
«Мы постоянно разрабатываем новые процессоры, чтобы повысить производительность и снизить энергопотребление из новых технологических узлов», — говорит Брайант, отмечая, что ARM сейчас проверяет ядра с техпроцессом 20 нм и ниже. Intel переводит Atom с 32-нм техпроцесса на 22-нм и 14-нм, а Стам из Nvidia добавляет, что сокращение размера кристалла также поможет Tegra. «У нас есть технологические процессы, которые позволяют нам переходить к меньшим размерам или вкладывать гораздо больше вычислительной мощности в те же размеры», — говорит он.
Мы видим ту же ошибку на рынке ПК, которая применяется в мобильных устройствах: все выше и выше тактовые частоты.
Однако самого по себе этого будет недостаточно. «Мы видим ту же ошибку на рынке ПК, которая применяется к мобильным устройствам: все выше и выше тактовые частоты», — говорит Гарольд из Imagination. «Но это ужасно для энергопотребления, поэтому все используют DVFS [динамическое масштабирование напряжения и частоты], чтобы снизить эти часы. Это не решение, это рыночный патч». Ответ, по его мнению, не в том, чтобы брать конструкции процессоров для настольных ПК и уменьшать их масштабы, а в том, чтобы масштабируемая архитектура и «интеграция динамической масштабируемости, интеллектуального разделения питания, быстрого контекстно-зависимого сохранения/восстановления и многих других методов».
Именно этот подход продвигает Imagination с PowerVR, и не только он. ARM рассказывает о концепции динамического диапазона; того, как вы создаете SoC, который не тратит энергию впустую при выполнении легких фоновых задач, а также наращивает мощность для работы с высокопроизводительными приложениями. Для ARM ответ заключается не в динамических тактовых частотах, а в том, что они называют большими. Технология обработки LITTLE, объединяющая очень маленькие, тщательно настроенные процессоры, предназначенные для выполнения основных задач, с более крупными, более мощными и более универсальными процессорами для интенсивной работы.
«Вы хотите идти дальше в обоих направлениях», — говорит Брайант из ARM. «Вы хотите увеличить время автономной работы при выполнении рабочих нагрузок с низкой интенсивностью, но вы хотите иметь возможность предоставлять отличные возможности для пользователей и высокая производительность на больших процессорах при интенсивной рабочей нагрузке». В некотором смысле, это более сложный подход к Variable SMP. Архитектура (4-PLUS-1), представленная Nvidia с Tegra 3, где четыре ядра ЦП справляются с тяжелыми рабочими нагрузками, а легкое одно ядро обрабатывает базовую ОС. задания.
Совместное использование технологий
Тем временем Nvidia находит ответы, распространяя технологии в своих продуктовых линейках, смешивая опыт производительности его команды высокопроизводительных вычислений GeForce GPU и Tesla, а также инженерные навыки разработчиков мобильных устройств и Tegra. «Если вы можете взять часть этого опыта и перенести его на сторону настольного компьютера, а также взять часть опыта настольного компьютера о том, как создать высокопроизводительный дизайн и перенести его на мобильные устройства, тогда вы получите лучшее из обоих миров», — говорит Стам. «Безусловно, мы перекрестно опыляем наших инженеров, и это происходит уже несколько лет всерьез».
Nvidia смешивает опыт своих команд GeForce GPU и высокопроизводительных вычислений Tesla с инженерными навыками разработчиков мобильных устройств и Tegra.
Стэм не может точно сказать, какие технологии используются в продуктах Kepler и будущих продуктовых линейках Tegra, но он скажет, что схемотехника, функции управления питанием и концепции DVFS двигались вверх и вниз по цепь. «Для быстрых путей вы должны использовать быстрые транзисторы, но они, как правило, имеют большую утечку», — говорит он. «Но для некритичных путей можно использовать более энергоэффективные транзисторы. Наша архитектура Kepler — и, конечно же, Tegra — разработана с использованием различных типов транзисторов, которые имеют различное поведение с точки зрения мощности, и мы оптимизируем компоновку».
Nvidia надеется, что ее опыт в настольной графике перенесется в мобильную сферу, но подходы различаются. Компании Imagination, ARM и Qualcomm внедрили методы рендеринга на основе тайлов, при которых сцена анализируется и разбивается на блоки перед тем, как попасть в конвейер рендеринга. «Этот подход минимизирует объем памяти и, что наиболее важно, мощность при одновременном повышении производительности обработки», — говорит Гарольд из Imagination.
Стэм критически относится к технологии PowerVR, лежащей в основе процессоров Apple A5X и A6. «Эта графическая мощность используется неэффективно — по крайней мере, с игровой точки зрения», — говорит он. «Они используют так называемую технологию тайлинга/разбиения на фрагменты, и это хорошо для одних вещей, но плохо для некоторых других».
Nvidia использует более прямой конвейер, используя кэш-память на кристалле и мощную архитектуру рендеринга геометрии для создания эффективного конвейера. По мнению Стэма, именно это позволит будущим процессорам Tegra включать «более продвинутые световые эффекты, более высокие уровни геометрии в персонажах и играх, более сложные среды и физика между объекты."
