Mobile Prozessoren für immersive Erlebnisse

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Mehr als 1,5 Milliarden Smartphones werden wohl in diesem Jahr verkauft, die Performance der Geräte ist seit 2009 um ein Vielfaches gewachsen. Somit expandiert auch der Markt für mobile VR-Anwendungen. Dem kommt Prozessorentwickler ARM mit einer Reihe neuer Prozessortechnologien für mobile Geräte entgegen. Der ARM Cortex-A73-Prozessor und der ARM Mali-G71-Grafikprozessor sollen Leistungs- und Effizienzsteigerungen besonders auch für mobile Virtual-Reality-Anwendungen bieten.

Prozessorentwickler ARM hat eine Reihe von Prozessortechnologien für mobile Geräte vorgestellt. Der ARM Cortex-A73-Prozessor und ARM Mali-G71-Grafikprozessor sollen Leistungs- und Effizienzsteigerungen bieten, die neue Produkte mit verbesserten kontextabhängige und visuellen Fähigkeiten ermöglichen. Damit sollen die Geräte auch hochaufgelöste Inhalte wiedergeben können, ohne dabei den Akku zu stark zu strapazieren. 

Pete Hutton, Executive Vice President und President Product Groups, ARM, erzählt: „In diesem Jahr werden wir Geräte mit Cortex-A73- und Mali-G71-Prozessoren sehen, die dank ihrer eindrucksvollen und ausdauernden Leistung und mehr noch ihre erstaunliche Visualisierung hervorstechen. Diese Technologie kann die Beschäftigung mit 4K-Video, Virtual Reality und Augmented Reality zum Alltag auf einem mobilen Gerät werden lassen.“

Mali-G71: Mehr Grafikleistung und VR-Funktionalität

Die Mail-G71-GPU enthält einen neuen Kern, der eine um 50 Prozent gesteigerte Grafikleistung, 20 Prozent mehr Energieeeffizienz und 40 mehr Leistung pro Quadratmillimeter verspricht. Er skaliert von einem bis hinauf bis zu 32 Shaderkernen, zweimal mehr als die Vorgänger-IP-GPU namens Mali-T880 mit maximal 16 Cores. Das bedeute, so der Anbieter, dass Mali-G71 die Leistung einiger GPUs in Midrange-Laptops übertreffe. Sie empfiehlt sich besonders für immersive VR- und AR-Umgebungen auf mobilen Geräten, und führende Halbleiterspezialisten wie HiSilicon, MediaTek und Samsung Electronics haben die Technologie lizenziert. 

Zu den Virtual-Reality-Funktionen gehört, dass die GPU für geringere Latenz direkt in den Front Buffer rendert. Mali unterstützt außerdem „Multiview“-API-Erweiterungen, die es der Anwendung erlauben, die Zeichenbefehle für einen Frame einmal zum Treiber zu übermitteln und diesen die notwendige Arbeit für jedes Auge verrichten zu lassen. Das reduziert die erforderliche CPU-Rechenzeit sowohl in der Anwendung als auch im Treiber. Außerdem wurde in den auf Midgard-  und Bifrost-Architekturen basierenden Mali-GPUs die Vertex-Berechnung optimiert, wobei die Bereiche des Vertex-Shaders, die nicht vom Auge abhängen, einmal laufen und dessen Resultate dann entsprechend beiden Augen zugeführt werden.

Bifrost, die dritte Generation der ARM-GPU-Architektur, bildet die Grundlage des Mali-G71. Sie ist optimiert für Vulkan und andere Industriestandard-Grafik-APIs. Niklas Smedberg, Epic Games, sagt: „Die Möglichkeit, eine fesselndes VR-Erlebnis auf allen Plattformen zu liefern, besonders aber auf den mobilen, ist entscheidend für das weitere Wachstum und den Fortschritt in der Branche.“  Clive Downie, CMO Unity Technologies, bestätigt das: „Es ist einfache Mathematik — die schiere Zahl der Smartphones weltweit übersteigt die der PCs um das Doppelte und steigt weiter, was sie zu den wichtigsten Geräten für die sich beschleunigende Einführung von VR-Gaming werden lässt.“

Cortex-A73: Mehr Effizient und Leistung für mobile SoCs

Mit weniger als 0,65 mm² (10 nm FinFET-Prozess) ist der Cortex-A73 der kleinste und effizienteste „große“ ARMv8-A-Core. Seine fortschrittliche Mikroarchitektur ermöglicht eine um 30 Prozent erhöhte Ausdauer und Energieeffizient gegenüber dem Cortex-A72.  Er erreicht Taktfrequenzen bis 2,8 GHz und kann, im Gegensatz zu anderen mobilen Prozessoren und den Vorgängern, auch über längere Zeit mit annähernd diesem Takt rechnen. Eine wichtige Optimierung betrifft mit dem Prefetching anhand komplexer Mustererkennung den Datenspeicher. Diese Verbesserung eröffnen neue Möglichkeiten für die Designer, große Cores zusammen mit der GPU in einem einzigen SoC zu skalieren. Zehn Partner haben den Cortex-A73 bisher lizenziert, darunter HiSilicon, Marvell und MediaTek. 

 

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