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新的CPU架构 GPU能带来怎样的性能表现?解析ARM Mali-G77架构

发布时间:2019-09-01 17:08 来源:未知 编辑:admin

  原标题:新的CPU架构+GPU能带来怎样的性能表现?解析ARM Mali-G77架构

  ARM今年的新品不但有新的CPU架构,还有全新的GPU架构。在今年的年度发布会上,ARM公布了全新的GPU架构,也带来了全新的GPU型号Mali-G77。随着移动产品的应用范围和适应场景不断扩大,ARM也在积极调整产品以满足越来越大的计算量需求。Valhall GPU架构和Mali-G77就是为应对这样的情况而生的。

  在此前的文章中,我们回顾了Biforst——ARM在移动GPU上的演进,以及解析了Valhall的全面进化(回顾戳超强图形性能护航5G时代,解析ARM Valhall GPU 架构及Mali-G77 ),在今天的文章中,我们将深入解读ARM Mali-G77这一架构,以及ARM Valhall GPU架构、Mali-G77的设计在转化为性能、效率等各方面的表现。

  在看过基本架构的设计后,再来看看Mali-G77微架构设计的内容。Mali-G77微架构从整体来看和上一代产品存在很多相似之处,但是在一些重要的模块上存在明显的变化。

  Mali-G77的Shader核心依旧包含执行引擎,其中包含了高速缓存的加载和存储单元、属性(attribute)单元, 变化(varying)单元、纹理映射单元和像素后端,以及各种其他的3D固定功能模块。其中变化最大的是纹理单元模块,和Mali-G76相比,新的纹理单元模块吞吐量增加了一倍。

  从高级功能来看,新纹理单元微架构的主要改变是在吞吐量的设计上。新的设计被分为2个路径,其中一个是命中路径,另一个是未命中路径,后者可以用于处理缓存内部或者纹理缓存外部的未命中情况。命中路径自然是皆大欢喜的最短延迟优化路径。

  此外在命中路径方面,纹理缓存得到了大幅度改进,变成32KB容量,并且能够达到16个纹理每周期的吞吐量。滤波单元也得到了改进,其吞吐量也有所提高。在Mali-G77上,双线性纹理每循环支持一个四边形处理,三线性纹理每循环支持半个四边形处理,这两者都达到了Mali-G76类似单元吞吐量的2倍。

  同样,ARM也表示Mali-G77的新纹理单元和Mali-G76基本相同,不过吞吐量倍增还是显示出这是一个非常好的工程改进实例。

  从根本上来说,核心纹理能力的这种大幅度增加改变了GPU的ALU∶Tex的比率。尽管ALU的计算能力增加了33%,但是纹理单元的吞吐能力翻倍意味着比率回归到了一个比较低的水平,更有利于纹理吞吐量。相比之下,过去的GPU更重视计算性能。ARM认为这是面对新的工作负载所需要进行的改变,因为如今GPU在纹理方面的压力变得更大。

  需要注意的是,虽然纹理单元过滤、吞吐量大幅度增加,但是像素后端吞吐量却没有增加。在这里,Shader核心依旧只能每时钟抽取2个像素,因此现在的纹理、像素比率是2∶1,前代产品则是1∶1。

  Shader核心模块中的另

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