واحد خبر mobile.ir : کمپانی ARM در اواخر ماه می سال جاری میلادی نسل جدید معماری GPUهای خود را با نام Valhall به همراه نخستین پردازنده گرافیکی مبتنی بر این معماری یعنی Mali G77 برای محصولات پرچمدار معرفی نمود. این شرکت انگلیسی در روز چهارشنبه 23 اکتبر (1 آبان 1398) از افزودن چهار تراشه جدید به سبد محصولات خود خبر داده که پردازنده گرافیکی میان‌رده Mali-G57 بر مبنای معماری Valhall مهم‌ترین نمونه در میان آن‌ها است. ARM همچنین مجموعه تازه‌ای از پردازنده‌های عصبی را با عنوان تجاری Ethos معرفی کرده که به هدف تصویربرداری رایانشی، ترجمه داخلی در خود دستگاه و دیگر کاربردهای مبتنی بر هوش مصنوعی طراحی شده‌اند.

پردازنده گرافیکی تازه ARM که اولین گرافیک میان‌رده بر اساس معماری Valhall محسوب می‌شود، جانشین Mali-G52 خواهد شد که نزدیک به یک سال و نیم پیش معرفی شد و در گوشی‌های میان‌رده‌ای همچون آنر 9X و Nova 5 شاهد استفاده از آن بودیم. در ادامه با مشخصات این محصولات بیشتر آشنا خواهیم شد.

پردازنده گرافیکی Mali-G57

این پردازنده گرافیکی بناست در چیپ‌ست‌های میان‌رده مورد استفاده قرار گیرد و بر اساس اعلام شرکت ARM، چگالی عملکرد و میزان مصرف انرژی آن در مقایسه با Mali-G52 حدود 30 درصد بهبود یافته است. به علاوه، کارایی Mali-G57 در زمینه پردازش بافت‌ گرافیکی نسبت به نسل پیشین دو برابر شده که سبب بهبود رندر رابط‌های کاربری با وضوح 4K و حتی 8K خواهد شد. جالب آن است که ARM به دنبال آن است که این پردازنده را نه تنها در اسمارت‌فون‌ها، بلکه در تلویزیون‌های هوشمند و گیرنده‌های دیجیتال تلویزیون هم مورد استفاده قرار دهد.

این GPU علاوه بر پردازش‌های مرتبط با HDR و جلوه‌های حجمی، می‌تواند رندرهای فیزیکی (یا PBR کوتاه‌شده physically based rendering) را انجام دهد. PBR رویکردی در گرافیک رایانه‌ای به شمار می‌رود که به دنبال رندر محتوای گرافیکی به شیوه‌ای است که به طور دقیق‌تری از جریان نور در دنیای واقعی الگوبرداری کند و تصویری را ارائه دهد که تا حد ممکن به واقعیت نزدیک باشد. پردازنده Mali-G57 با توجه به طراحی آن، می‌تواند به گونه‌ای پیکربندی شود که بین 1 تا 6 هسته پردازشی داشته باشد و در صورت بهره‌ بردن از 6 هسته، عملکردی تقریبا نزدیک به مدل پایه پردازنده پیشرفته G77 خواهد داشت که مجهز به دست کم 7 هسته پردازشی است.

پردازنده گرافیکی جدید ARM می‌تواند برای کاربردهای واقعیت افزوده و مجازی هم مناسب باشد و حتی در هدست‌های مستقل VR نیز مورد استفاده قرار گیرد. همچنین از آنجا که این GPU از فناوری رندر بر اساس موقعیت چشم (یا foveated rendering) پشتیبانی می‌کند، به کاهش بار رایانشی دستگاه و در نتیجه صرفه‌جویی در مصرف انرژی کمک خواهد کرد. ساز و کار روش foveated rendering به طور خلاصه به این ترتیب است که هدست می‌تواند تشخیص دهد که کاربر در هر لحظه به کجا نگاه می‌کند و تنها تصویر همان بخش را با وضوح بالا نمایش ‌دهد و کیفیت بخشی را که در آن لحظه در میدان دید کاربر قرار ندارد، کاهش خواهد داد.

همچنین با توجه به محبوبیت رو به افزایش واقعیت افزوده، این پردازنده گرافیکی از این فناوری نیز پشتیبانی خواهد کرد و به این ترتیب می‌توانیم به زودی شاهد اسمارت‌فون‌های بیشتری در رده میانی باشیم که از تکنولوژی AR بهره می‌برند.

از دیگر قابلیت‌های Mali-G57 می‌توان به انجام پردازش‌های مبتنی بر یادگیری ماشینی اشاره کرد. سرعت این پردازنده، به لطف دو برابر شدن تعداد ماژول‌های FMA در مقایسه با نمونه قدیمی‌تر G52، حدود 60 درصد افزایش یافته است. از این رو می‌توان انتظار داشت که تشخیص چهره، بازشناسی گفتار و ارتقای کیفیت تصویر در اسمارت‌فون‌های آینده با سرعت بیشتری انجام شود. اگر چه به نظر می‌رسد پردازش‌های مرتبط با یادگیری ماشینی در آینده از طریق یکی از تراشه‌های Ethos انجام خواهد شد.

پردازنده نمایشگر Mali-D37

همان طور که اشاره شد، ARM علاوه بر پردازنده گرافیکی Mali-G57 از واحد پردازش تصویر Mali-D37 هم رونمایی کرده است که می‌توان آن را محصولی رده پایین به حساب آورد. پردازنده نمایشگر جدید بر پایه معماری Komeda طراحی شده که نخستین بار در سال 2017 و با تراشه‌‌های Mali-D71 و Mali-D77 معرفی شد. این واحد پردازشی از رزولوشن 2K پشتیبانی می‌کند و در عین حال برای دستگاه‌هایی با وضوح 1080p نیز بهینه‌سازی شده است. Mali-D37 علاوه بر پشتیبانی از HDR10 و استاندارد Hybrid Log-Gamma می‌تواند محتوای با دامنه دینامیکی بالا یا HDR را با دامنه دینامیکی استاندارد یا SDR (و بدون کاهش کیفیت) ترکیب کند.

پردازشگرهای عصبی Ethos-N57 و N37

واحد پردازش عصبی جدید ARM اوایل سال جاری معرفی و جزئیات معماری آن چند ماه بعد منتشر شد. نخستین عضو این خانواده N77 بود که در ابتدا «پروسسور یادگیری ماشینی ARM» نامیده می‌شد و سپس در رویداد TechCon پس از رونمایی رسمی از برند تجاری Ethos با نام Ethos-N77 در معرض دید علاقمندان قرار گرفت. حالا شرکت دو مدل جدید از واحدهای پردازش عصبی یا NPU خود را با نام‌های N57 در رده میانی و N37 برای محصولات پایین رده معرفی کرده و همچنین به شرح جزئیاتی در خصوص محصول پیشرفته خود یعنی N77 پرداخته است. ظاهرا ARM طیف وسیعی از کاربردها را برای این مجموعه در نظر گرفته و اعلام کرده که تراشه‌های Ethos می‌توانند از پسِ پردازش گوشی‌های رده پایین تا اسمارت‌فون‌های پرچمدار و دوربین‌های هوشمند تا دستگاه‌های واقعیت افزوده و مجازی ‌برآیند. اگر چه این پردازشگرها بر مبنای موتورهای محاسباتی (CE مخفف computational engine) یکسانی طراحی شده‌اند، اما از چند نظر با یکدیگر تفاوت دارند. از یک سو تعداد موتورها در هر یک از این پردازنده‌ها متفاوت است و از سوی دیگر از حافظه رم ثابت (یا SRAM) با ظرفیت‌های مختلف بهره می‌برند.

پیشرفته‌ترین نمونه این پردازنده‌ها، Ethos-N77 است که از 16 موتور محاسباتی و SRAM با ظرفیت 1 تا 4 مگابایت بهره می‌برد. این واحد پردازش عصبی می‌تواند تا 4 تریلیون عملیات در ثانیه (TOPS) را با فرکانس 1 گیگاهرتز انجام دهد. همچنین مصرف انرژی این پردازنده5TOPS/W یعنی چیزی در حدود 800 میلی‌وات در هر TOPS عنوان شده است.

واحدهای Ethos-N57 و N37 به ترتیب مجهز به 8 و 4 موتور محاسباتی هستند و هر دو از حافظه SRAM با ظرفیت 512 کیلو بایت بهره می‌برند. شاید این اعداد چندان چشمگیر به نظر نرسند اما ARM فشرده‌سازی‌های خاصی را در این دو محصول پیاده کرده که نیاز پردازشی به رم و پهنای باند را حدود 1.5 تا 3 برابر کاهش می‌دهد.

بر اساس اعلام ARM هسته‌های Ethos می‌توانند بدون نیاز به فضای ابری، الگوریتم‌هایی را برای پردازش‌های مرتبط با فراتفکیک‌پذیری (یا Super Resolution، تکنیکی برای تلفیق چند تصویر با وضوح پایین به منظور تولید تصویری با رزولوشن بالا)، تشخیص اشیاء (object detection)، طبقه‌بندی تصویر (image classification) و ترجمه گفتار اجرا کنند.