المحتوى
عندما يتعلق الأمر برسومات الهواتف الذكية ، تستخدم معظم أجهزة Android وحدات معالجة الرسومات (GPUs) إما من كوالكوم (Adreno) أو Arm (مالي) ، ولكن كما يقول Yoda ، هناك وحدة أخرى.
ربما لاحظت اسم PowerVR بالنسبة لبعض معالجات Android. PowerVR عبارة عن سلسلة GPU من Imagination Technologies. يستخدم المعالج MediaTek Helio P90 الطراز PowerVR GM9446 ، بينما يستخدم MediaTek Helio X30 الطراز PowerVR 7XTP-MT4 ، بينما يستخدم Helio P22 الطراز PowerVR GE8320. تستخدم معالجات MediaTek الأخرى بما في ذلك Helio P35 و Helio X10 و MT8183 (الموجود في Amazon Kindle Fire HD) وحدات معالجة الرسومات PowerVR.
إنه ليس فقط MediaTek ، أيضًا. يستخدم Unisoc SC9861G-IA PowerVR GT7200. يحتوي خط Intel Atom على العديد من الطرز باستخدام وحدات معالجة الرسومات PowerVR. يمكن أيضًا العثور على PowerVR في معالجات Allwinner و Rockchip.
الفيل في الغرفة هو أبل. حتى وقت قريب ، قامت شركة أبل بدمج وحدات معالجة الرسومات من Imagination في معالجاتها من الفئة A استخدم معالج Apple A4 ، الموجود في iPhone 4 ، PowerVR SGX 535. واستخدم A5 و A6 PowerVR SGX543 ، واستخدم A7 PowerVR G6430 ، واستخدم A8 GX6450 ، واستخدم A9 GT7600. وهنا انتهى كل شيء فجأة. على الرغم من أن A10 ربما استخدمت نوعًا من الجرافيك المهجن المخصص ، إلا أن علاقة أبل مع الخيال قد تغيرت بشكل كبير. وكانت النتيجة ثورة للشركة على المستوى التجاري. كانت هناك تغييرات في القمة (الرئيس التنفيذي والمدير المالي) ، باعت الشركة قسم MIPS CPU الخاص بها ، وفي النهاية تم شراء ما تبقى من الشركة بواسطة Canyon Bridge ، وهو صندوق أسهم خاص يركز على الصين.
الفيل في الغرفة هو أبل.
ومع ذلك ، لم تموت وحدات معالجة الرسومات PowerVR ، وقد يكون لها مستقبل مشرق. توجد وحدات معالجة الرسومات في أكثر من مجرد هواتف ذكية. جميع أنواع الأجهزة من أجهزة فك التشفير وأجهزة التلفاز الذكية وأنظمة المعلومات والترفيه في السيارات والمعدات الطبية ، كلها تستخدم وحدات معالجة الرسومات. ثانياً ، الاستخدام المستمر لوحدات معالجة الرسومات PowerVR في المعالجات الجديدة ، مثل Helio P90 ، يعني أن صناع شركة نفط الجنوب لا يزالون ينظرون إلى وحدة معالجة الرسومات PowerVR كخيار عملي. ثالثًا ، المشهد الجرافيكي الحالي يتغير ، وإذا كان الخيال قادرًا على ركوب الموجة ، فيمكن أن يظهر في المقدمة. المزيد عن ذلك في وقت لاحق.
تسمية
تسمية الأشياء دائمًا أمر صعب ، لكن بعض الشركات أفضل من غيرها. مخططات تسمية Qualcomm و Arm's GPU واضحة ومباشرة. مخطط تسمية Imagination GPU أكثر دقة قليلاً!
أول جزء رئيسي من المعلومات هو أن لدى الشركة حاليًا معماري GPU رئيسيين: Rogue و Furian. تم إصدار أول وحدات معالجة الرسومات القائمة على Rogue في عام 2012 باستخدام وحدات معالجة الرسومات PowerVR Series6. تم تعديل وتطوير بنية Rogue على مر السنين وكانت بمثابة الأساس لجميع وحدات معالجة الرسومات Imagination حتى وحدات GP Series من Series9XE و Series9XM لعام 2017.
Furian هي بنية GPU أحدث ، أول تجديد لبنية Imagination منذ عام 2012. يوجد اثنان من وحدات GPU في الوقت الحالي ، PowerVR GT8525 و PowerVR GT8540. كلاهما جزء من مجموعة PowerVR Series8XT ، وهو أمر مربك بعض الشيء لأن Series9XE و XM GPUs يستخدمان بنية Rogue الأقدم ، كما يفعل Series8XE و Series8XE Plus. لا توجد معالجات متنقلة معلنة تستخدم وحدة معالجة الرسومات Furian حاليًا.
فهم أرقام النموذج
تستخدم وحدات معالجة الرسومات PowerVR عمومًا أرقام طراز من أربعة أرقام. GPU في Helio P90 هو GM9446 ، في حين يستخدم Helio P22 GE8320. ماذا تعني كل هذه الأرقام؟
الرقم الأول هو الرقم "التسلسلي". لذا ، تبدأ جميع المعالجات في مجموعة Series8XE و XE Plus بـ 8. تبدأ المعالجات في مجموعة Series9 بـ 9 ، وهكذا.
يشير الرقم الثاني إلى عدد البكسل التي تتم معالجتها لكل دورة ساعة. بشكل عام ، الرقم المحدد هو نصف معدل البكسل الفعلي. تعني كلمة "4" ثمانية بيكسلات في الساعة ، بينما تعني كلمة "2" أربعة بكسلات لكل ساعة ، و "1" تعني بكسلين لكل ساعة.
وتمتلك الشركة حاليًا اثنين من أبنية GPU الرئيسية: Rogue و Furian.
الرقم الثالث هو مؤشر على قوة معالجة GPU. اقتبس بعض صناع GPU عدد "النوى" في GPU.مصطلح "core" مفتوح لبعض المحاسبة الإبداعية وأيضًا بعض عمليات النقل اليدوي الفنية ، مما يعني أن ما يعنيه أحد البائعين بكلمة "core" يختلف عن الآخر. سوف أغوص في هذا الموضوع أعمق قليلاً في لحظة ، ولكن كلما ارتفع الرقم الثالث كلما ارتفع مستوى الأداء. تختلف الأسعار في كل جيل ، ولكن بالنسبة إلى وحدات معالجة الرسومات Series9:
- 1 = 64 FP16 يتخبط / ساعة
- 2 = 128 FP16 يتخبط / ساعة
- 4 = 256 FP16 يتخبط / ساعة
الرقم الأخير هو علامة الميزة. على سبيل المثال ، تدعم GE8322 (لاحظ الاثنان في النهاية) ضغط المخزن المؤقت لإطار PVRIC (خوارزمية الانضغاط وإلغاء الضغط في PowerVR) ، بينما لا تدعمها GE8340 (لاحظ الصفر).
النوى ، وحدات التنفيذ ، ALUs
منذ زمن بعيد ، في عالم بعيد ، استخدم GPUs نوعين مختلفين من التظليل. تظليل Vertex ، الذي كان مسؤولاً عن إجراء التحويلات على قائمة النقاط (الرؤوس) من العالم ثلاثي الأبعاد إلى العالم ثنائي الأبعاد للشاشة المسطحة ؛ وتظليل Pixel ، الذي يحسب لون البكسل استنادًا إلى معلومات الإضاءة والملمس. كانت هذه التظليل قابلة للبرمجة وعموما كان هناك تظليل بكسل أكثر من تظليل Vertex.
أصبحت التظليلات معروفة باسم النوى ، ومع ظهور نموذج التظليل الموحد ، حيث يمكن لتظليل أن يكون بمثابة تظليل فيرتكس أو تظليل بكسل ، أصبح المصطلح الأساسي أكثر شيوعًا.
مع تقدم تصميمات GPU ، بدأ شكل هذه النوى يتحول. في السابق كان يحتوي على وحدة تظليل واحدة كل المنطق الضروري ، بما في ذلك جدولة وتنفيذ وإرسال الإرشادات التي تعمل على التظليل (لأنها قابلة للبرمجة). لزيادة الإنتاجية بدأ مصممو GPU في زيادة أجزاء معينة من تصميم التظليل ، مما جعلهم "أكثر بدانة" في الوسط. قد يؤدي هذا إلى مضاعفة أو مضاعفة إنتاجية نواة التظليل ، لكن السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو ما إذا كان سيكون لديك نواة واحدة بها أربع وحدات تنفيذ أو أربع نوى.
في وحدات معالجة الرسومات PowerVR ، تسمى وحدات البت التي تقوم بالرياضيات الفعلية وحدة المنطق الحسابي (ALUs). تأتي في نكهات 16 بت و 32 بت ويتم تجميعها في مجموعات.
يحتوي PowerVR GX6650 على ست مجموعات بإجمالي 192 وحدة (ALP) 32 بت (FP32) ، هل يجب أن يطلق عليه وحدة معالجة الرسومات 192 الأساسية؟ ربما يكون نظام Imagination للتسمية أفضل طريقة على الإطلاق!
المشهد GPU يتغير
تستخدم وحدات معالجة الرسومات للحصول على وظيفة واحدة ووظيفة واحدة فقط ، ورسومات ثلاثية الأبعاد ، ولكن في الأوقات التي تكون فيها التغيير ". تقوم وحدات معالجة الرسومات الآن بمعالجة جميع أنواع المهام المتوازية للغاية في الحوسبة العلمية والتعلم الآلي. لا يزال معظم ذلك يحدث على أجهزة الكمبيوتر العملاقة أو على الأجهزة المصممة ببطاقات رسومات متطورة متعددة. ومع ذلك ، فقد بدأت تتدفق إلى وحدات معالجة الرسومات المتحركة. يمكن للهواتف الذكية الرائدة تشغيل نماذج استدلال الشبكة العصبية ، لأشياء مثل التعرف على الأشياء في تطبيق الكاميرا. يحتوي Android نفسه الآن على API للشبكة العصبية التي يمكنها استخدام وحدة معالجة الرسومات (GPU) ، في حالة توفر برامج التشغيل الصحيحة.
وحدات معالجة الرسومات PowerVR هي جزء من هذه المناظر الطبيعية المتغيرة ومتوافقة مع OpenCL وشبكة العصبونات HAL الخاصة بنظام Android. إذا لم يكن تشغيل شبكة عصبية على وحدة معالجة الرسومات (GPU) كافياً ، فإن Imagination يحتوي أيضًا على مسرع شبكة عصبية تدعم شبكة Android العصبية HAL و Caffe و TensorFlow.
ثم هناك Raytracing.
ثم هناك raytracing. احتلت Nvidia عناوين الأخبار مؤخرًا من خلال وحدات معالجة الرسومات المكتبية الخاصة بها والتي يمكنها القيام بالراي راي في الوقت الفعلي. كالتجديد ، يمثل raytracing تقنية "تتبع" مسار أشعة الضوء عبر بيئة ثلاثية الأبعاد. إنه يهدف إلى محاكاة الفيزياء الفعلية للضوء عن كثب. والنتيجة هي تأثيرات الإضاءة والظلال والانعكاس والانكسار الواقعية للغاية.
كانت Imagination رائدة في تقنية raytracing القائمة على الأجهزة لسنوات ، ورغم أنها لم تدخل بعد في معالجات الشركة المحمولة ، إلا أنها بالتأكيد تكتسب أرضية على سطح المكتب. لا تبيع Imagination حاليًا بطاقات رسومات raytracing لسطح المكتب ، ولكنها أنتجت بعض أجهزة الجوال التي أثبتت كفاءتها بما في ذلك PowerVR GR6500.
قد تتساءل كيف يمكن أن تكون الشركة التي لا تبيع أي جهاز حقيقي لراية الأشعة "رائدًا في تقنية راي راي القائمة على الأجهزة". الجواب هو الملكية الفكرية. الخيال لا يصنع الرقائق ، فكل تقنية GPU لها مرخصة من قبل صانعي الرقائق ، مثل MediaTek ، وتم دمجها في معالجات الأجهزة المحمولة إلى جانب وحدة المعالجة المركزية وأجزاء أخرى.
وينطبق الشيء نفسه على الأرجح تقنيات وتقنيات الأجهزة raytracing. لم تصدر الخيال أي إعلانات عامة حول من يرخص تقنية raytracing ، ولكن يمكننا التكهن!
سوق GPU المحمول هو السوائل. فازت العقود وفقدت العقود. يبحث صناع المعالجات المتنقلة دائمًا عن ميزة تفوق منافسيهم من حيث الأداء وكفاءة الطاقة والتكلفة والميزات. بينما تتمتع Imagination و Apple بعلاقة مختلفة اليوم ، فإن صانعي الرقائق الآخرين يحتاجون إلى أجزاء GPU ، بما في ذلك MediaTek. يوجد خارج MediaTek إمكانيات أخرى ، ليس فقط في الأجهزة المحمولة ، ولكن أيضًا في الأسواق الأخرى مثل السيارات والترفيه المنزلي والطبية.
هل ستبتعد شركة Samsung عن مزود GPU الحالي؟ ماذا عن هواوي؟ هل لا يزال هناك مكان لـ PowerVR إلى جانب وحدات المعالجة المركزية لوحي Intel؟ ماذا عن Unisoc أو Xiaomi's Pinecone ، أو حتى التكرار التالي الذي يشاع منذ فترة طويلة لمعالج LG NUCLUN؟
يتم إحتوائه
وحدات معالجة الرسومات PowerVR هي خيار GPU البديل لنظام التشغيل Android بعد عروض Qualcomm و Arm. لا يزال يتعين علينا رؤية وحدة معالجة جرافيكية تستند إلى Furian في شريحة حقيقية وسيكون من المثير للاهتمام رؤية واحدة. مع ظهور تعلم الأجهزة المحمولة ووعود تقنية raytracing المحتملة في معالجات الأجهزة المحمولة ، سنكون جميعًا من الحكمة أن نراقب حالة الخيال ، لأننا قد نفاجأ جميعًا لرؤية أين تظهر وحدات معالجة PowerVR GPUs القادمة!
