لماذا لن تجعل وحدة معالجة الرسومات الجديدة Google Pixel 10 وحشًا للألعاب

نحن بالكاد انتهينا من معالجة وصول بكسل 9 سلسلة، ومع ذلك فإن أحدث التسريبات لدينا تتطلع بالفعل إلى بكسل 10 والجيل القادم من جوجل الموتر G5 المعالج. في حين يبدو أن أداء وحدة المعالجة المركزية للرقاقة المستقبلية يتخذ خطوة جانبية، تشير المواصفات المسربة إلى تغيير أكبر في قسم الرسومات من خلال اعتماد بنية DXT الخاصة بشركة Imagination Technologies – وتحديدًا DXT-48-1536 ثنائي النواة بتردد 1.1 جيجا هرتز.

قد لا يكون Imagination Technologies اسمًا مألوفًا لديك في سوق شرائح الهاتف المحمول اليوم. ستجد وحدات معالجة الرسومات الخاصة بها في تصميم غريب متوسط ​​المدى مثل MediaTek’s Dimensity 930 لعام 2022، ولكن من المرجح أن تتذكرها من سيليكون iPhone الأقدم. تعمل بنية PowerVR من Imagination على تشغيل النماذج حتى A10 Fusion قبل أن تقوم Apple بترخيص IP الخاص بها لمزيد من وحدات معالجة الرسومات الداخلية المخصصة. تعد العودة إلى السيليكون الرائد باستخدام Tensor G5 من Google تطورًا مثيرًا.

لكي نكون صريحين، فإن سلسلة Tensor من Google مخيبة للآمال في قسم الرسومات، حيث تتخلف جيلين على الأقل عن أسرع جيل في مجال الأعمال من حيث الأداء. لقد كان أيضًا بطيئًا في اعتماد تصميمات GPU الجديدة ويستمر في تفادي دعم تتبع الأشعة، وهي ميزة متخصصة ولكنها ميزة نتوقعها الآن في وحدة معالجة الرسومات المحمولة من الدرجة الأولى. يبدو أن هذا سيتغير، على الأقل إلى حد ما، مع Tensor G5 ووحدة معالجة الرسومات DXT-48.

لن أركز على أرقام أداء محددة؛ ما زال الوقت مبكرًا جدًا للقيام بذلك، كما أن بنية DXT غير معروفة عندما يتعلق الأمر بمعايير الهاتف المحمول والعناوين. ومع ذلك، فإن إعداد DXT ذو “التكوين العالي” ثنائي وحدة SPU يتميز بـ 1,536 FP32 FLOPs لكل ساعة، مما يضعه عند 1.69 TFLOPs عند سرعة ساعة G5 التي تبلغ 1.1 جيجا هرتز. على الرغم من أن مقارنة TFLOPS عبر بنيات وحدة معالجة الرسومات محفوفة بالمحاذير، إلا أن هناك أرقامًا قياسية تطفو على الإنترنت لإجراء مقارنة تقريبية للغاية.

كوالكوم 1.7 TFLOP معالج رسوميات Snapdragon X Plus يسجل حوالي 3200 في Wild Life Extreme. في مكان ما في هذا الملعب من شأنه أن يجعل Tensor G5 أسرع بحوالي 20٪ إلى 25٪ من سابقه، على الأقل في هذا الاختبار. ستكون هذه هي القفزة الأكثر أهمية في الأداء الرسومي لـ Pixel لأجيال، ولكننا نتوقع قفزة أكبر إذا اعتمد Tensor أحدث إصدار من Arm. مالي-G925 الهندسة المعمارية على 3nm. بغض النظر، فإن هذا يعمل بشكل أبطأ من Snapdragon 8 Gen 2 لعام 2023، وبالتالي، فهو بعيد جدًا عن وتيرة أسرع هواتف الألعاب التي يمكنك شراؤها اليوم والمنافسين القادمين لعام 2025 الذين يحشدون القوة. سناب دراجون 8 النخبة.

أرقام جوجل الداخلية كما يراها هيئة الروبوت، تشير إلى أن الأداء قد يقفز أعلى قليلاً. لم يتم تصنيف الرسوم البيانية بشكل جيد ولكنها تشير إلى مكاسب بنسبة 35٪ إلى 60٪ مقارنة بـ G4، اعتمادًا على المعيار. قد يكون هذا أكثر أهمية، ولكن حتى بيانات Google تظهر أنها أقل بكثير من أحدث إصدارات Apple وQualcomm، حيث تقدم أداءً لا يزال غير نشط مثل السيليكون الرائد في عام 2023.

لن ترى وحدة معالجة الرسوميات المتوقعة لـ Tensor G5 أنها تتنافس على تاج الأداء، لكن الأداء المستمر قد يظل نقطة مقارنة مثيرة للاهتمام. لحسن الحظ، تتميز بنية DXT ببعض الميزات المثيرة للاهتمام التي من شأنها سد الفجوة بين منافسيها.

يظل تتبع الشعاع اختياريًا مع DXT، كما هو الحال مع تقسيم Arm’s Mali/Immortalis. تختار Google أصغر تكوين ممكن لوحدة Ray Acceleration Cluster (RAC) (DXT-48-1536-0.5RT2)، مع نصف RAC في كل نواة. مرة أخرى، لا تهدف مجموعة الخمسة إلى تحقيق أداء وحشي.

ومع ذلك، فإن شركة Imagination تمتلك ما تسميه تطبيق تتبع الأشعة من المستوى الرابع الوحيد في الصناعة، والذي قد يجعلها تتفوق على وزنها. تعمل تقنية Imagination على تفريغ ALU بالكامل (تحرير موارد عرض وحدة معالجة الرسومات)، ومعالجة BVH (حسابات تقاطع أسرع بكثير)، وفرز Ray Coherency (معالجة جماعية للأشعة القريبة) في الأجهزة، وبالتالي تسريع أداء تتبع الأشعة. لا يدعم Arm’s Immortalis ولا Adreno من Qualcomm BVH أو Ray Coherency في الأجهزة. ومع ذلك، لم نختبر بعد ادعاءات Imagination التي طال انتظارها بشأن تتبع الأشعة، لذلك لن أضع توقعاتي عالية جدًا.

تحتوي الورقة البيضاء الخاصة بـ Imagination’s DXT على بعض الحكايات الأخرى المثيرة للاهتمام. تدعم البنية ما يصل إلى 2×4 و4×4 من معدل تظليل الأجزاء (المعروف أيضًا باسم تظليل المعدل المتغير)، والذي ستجده بالفعل في Tensor’s Arm Mali-G715 الحالي ومنصات متطورة أخرى. هناك أيضًا ضغط نسيج ASTC المتوافق مع معايير الصناعة ولكن مع دعم HDR. الفكرة الرئيسية هي أن هذه بنية GPU تنافسية للغاية من وجهة نظر الميزات.

نعلم أيضًا أن وحدة معالجة الرسومات الجديدة تدعم المحاكاة الافتراضية، وهو أمر غير موجود في شرائح Tensor الحالية. يسمح هذا باستخدام الرسومات المتسارعة في جهاز افتراضي، مما يسمح لـ Google بإحضار واحدة من العديد منها الميزات القائمة على المحاكاة الافتراضية إلى Pixel 10. ربما تكون الميزات الجديدة أحد أسباب تبديل بائعي GPU؟

أحد الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في بنية وحدة معالجة الرسومات الخاصة بـ Imagination هي وحدات ALU الفائقة ذات 128 بت، جنبًا إلى جنب مع النهج اللامركزي متعدد النواة لنوى وحدة معالجة الرسومات. الأول يعني أن الوحدات المنطقية الحسابية تعالج أجزاء متعددة من بيانات 32 أو 16 بت في وقت واحد، مع الميزة الإضافية المتمثلة في أن السجلات الواسعة قابلة للتكيف بدرجة كبيرة مع مجموعة من أنواع البيانات عالية ومنخفضة الدقة.

يعد هذا أسلوبًا مختلفًا عن بنيات GPU المحمولة الأخرى، حيث ستجد عادةً وحدات ALU مخصصة 32 و16 بت تعمل بشكل متزامن على أحجام بيانات الرسومات الأكثر شيوعًا، مع دعم أحجام البيانات الأصغر بشكل اختياري داخل وحدات ALU هذه للتعلم الآلي. يعد الإعداد التقليدي جيدًا للرسومات وليس سيئًا لأحمال عمل التعلم الآلي ذات العمق المنخفض أيضًا. ومع ذلك، لا يمكنها الاستفادة من البيانات المتعددة ذات التعليمات الفردية (SIMD) على أنواع البيانات الأكبر حجمًا، والتي يمكن أن تكون مفيدة لعرض النطاق الترددي للذاكرة وموارد ذاكرة التخزين المؤقت، والتي تكون دائمًا ذات أهمية كبيرة في وحدات معالجة الرسومات المحمولة.

ويعني الاقتران بنواتي وحدة معالجة الرسومات (GPU) اللتين تعملان بشكل مستقل أيضًا أداءً أعلى و/أو استهلاكًا أقل للطاقة عند معالجة الرسومات وأحمال عمل الحوسبة، وذلك بفضل كفاءات المعالجة المتوازية. بمعنى آخر، يمكن أن يكون لديك مراكز تساهم في عبء عمل واحد أو مختلف بأسرع ما يمكن أو تقوم بإيقاف تشغيل النواة لتوفير الطاقة.

ربما يكون توفير الكفاءة الإضافية لأحمال عمل الرسومات و/أو التعلم الآلي قد لفت انتباه Google. ومع ذلك، لا يمكن لهذه النوى مشاركة الموارد الداخلية، مما قد يؤدي إلى اختناقات أو نقص في الاستخدام مقارنة ببنية التظليل الموحدة (مثل مالي)، لذلك لا يخلو الأمر من المخاطر. علينا فقط أن ننتظر ونرى كيف سيؤدي ذلك.

عند الحديث عن الذكاء الاصطناعي، قمت بتحليل بعض الأرقام التي ظهرت في مستندات Google الداخلية وأقدر أن DXT-45 أسرع بنسبة 5٪ تقريبًا في عمليات FMA من G-715، وهذا ليس كثيرًا. ومع ذلك، فمن الممكن أن يعني تسجيل 128 بت أكبر أن DXT لا يزال بإمكانه إنجاز المزيد مع كل عملية من خلال SIMD و/أو استخدام عرض النطاق الترددي بشكل أفضل. سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت Google ستستفيد من وحدة معالجة الرسوميات (GPU) في أحمال عمل الذكاء الاصطناعي، خاصة وأن مادة TPU الخاصة بها تتطلع فقط إلى زيادة بنسبة 14٪ في الجيل التالي.

ومع ذلك، لست مقتنعًا بأن أعباء عمل الحوسبة أو أداء الألعاب هي السبب وراء التبديل – لا يبدو أن DXT ستتفوق على المنافسة هنا. ربما يكمن السبب الحقيقي للمبادلة في مكان ما في التوازن بين تكاليف الملكية الفكرية وكفاءة الطاقة والميزات المعروضة. وفي كلتا الحالتين، يبدو أن Google قررت أن Imagination Technologies هو الخيار الأفضل للمضي قدمًا.

لسوء الحظ، أولئك الذين كانوا يأملون أن يؤدي التحول إلى وحدة معالجة الرسومات الجديدة إلى دفع Tensor G5 وPixel 10 إلى أعلى قوائم المتصدرين للرسومات، سيصابون بخيبة أمل. في حين أن تحقيق مكاسب متواضعة بنسبة 25% إلى 60% يحتمل أن يكون موضع ترحيب كبير، إلا أن الرقاقة ستظل متخلفة لمدة عامين عن القادة. والأسوأ من ذلك، أن وحدة معالجة الرسومات الخاصة بها تبدو مستعدة للركود مرة أخرى مع Tensor G6، مما يترك Pixel 11 بعيدًا عن الوتيرة.

ومع ذلك، يكتسب Tensor G5 بعض الأدوات في عملية الانتقال. إن دعم تتبع الأشعة، والهندسة المعمارية المختلفة للمهام المرتبطة بوحدة معالجة الرسومات، والمحاكاة الافتراضية لوحدة معالجة الرسومات، يعني أن Pixel 11 لن يفتقر بالتأكيد إلى الميزات وسيكون بمثابة ترقية للاعبين. قد يساعد ذلك Google في تقديم عدد قليل من الأشياء المثيرة للاهتمام قدرات بكسل حصرية التي تبقي المسلسل في دائرة الضوء.

ولكن هذا نتقدم على أنفسنا. يظل Pixel 10 على بعد عام تقريبًا والمنافسة تتقدم بالفعل. بينما تقوم Google بإعداد بعض التغييرات على وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات باستخدام Tensor G5، لا تزال الشريحة للأسف تتشكل بطريقة ما خلف أسرع المعالجات في الأعمال. هل ستكون ريادة جوجل في مجال الذكاء الاصطناعي كافية لإبعاد منافسيها؟ أشعر بقلق متزايد من أن ذلك لن يحدث.