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Datant de l’iPhone d’origine, Apple s’est appuyé sur GPU IP de Imagination Technologies. Ces dernières années, les lignes iPhone et iPad ont repoussé les limites de la technologie Img intégrant des GPU plus grands et plus performants que tous les autres partenaires Img. Apple a certainement tenté d’obscurcir son architecture GPU sous-jacente cette fois-ci pour une raison quelconque.
Il y a un an, j’ai reçu de nombreux conseils me disant qu’Apple intégrerait le GPU GP6 de Imagination Technologies à cette génération, mais j’avais besoin de plus de preuves.
La première indication que ce n’est pas simplement une partie de la série 5XT est le support listé pour OpenGL ES 3.0. Les seuls processeurs graphiques expédition actuellement avec le soutien 3.0 ES sont Qualcomm Adreno 3xx (qui est uniquement intégré dans le silicium Qualcomm), série ARM Mali T6xx et série PowerVR 6. GPU NVIDIA Tegra 4 doesn support ES 3.0, et il est trop tôt pour Logan / mobile Kepler . Avec Qualcomm hors de la course qui quitte le Mali et PowerVR Series 6.
Les GPU utilisés dans les périphériques iOS utilisent le rendu différé basé sur les mosaïques (TBDR). La documentation du développeur répertorie tous ses SoC comme prenant en charge TBDR (Tile Based Deferred Rendering). Si vous demandez à Imagination, ils vous diront qu’ils sont les seuls à avoir une véritable implémentation TBDR. Cependant, si vous regardez la documentation d’ARM Mali T6xx, ARM prétend également que son GPU est un TBDR.
Le vrai conseil vient avec le support anti-aliasing:
La dernière ligne dans la capture d’écran ci-dessus, MAX_SAMPLES = 8. Qu’une référence à 8 exemple MSAA, un mode qui ISN soutenu par ARM Mali T6xx matériel uniquement série PowerVR 6 (Mali T6xx supporte 4x et 16x modes AA).
Il y a d’autres indices ici qu’Apple parle de PowerVR Series 6 quand il fait référence au GPU A7:
A7 GPU traite tous les calculs à virgule flottante en utilisant un processeur scalaire, même lorsque ces valeurs sont déclarées dans un vecteur. Une bonne utilisation des masques d’écriture et des définitions précises de vos calculs peuvent améliorer les performances de vos shaders. Pour plus d’informations, voir Vector Calculations Lazily dans le Guide de programmation OpenGL ES pour iOS.
Les valeurs de shader à virgule flottante de précision moyenne et basse sont calculées de manière identique, sous forme de valeurs à virgule flottante de 16 bits. Il s’agit d’un changement par rapport au matériel PowerVR SGX, qui utilisait un format de point fixe de 10 bits pour des valeurs de faible précision. Si vos shaders utilisent des variables à virgule flottante de faible précision et que vous prenez également en charge le matériel PowerVR SGX, vous devez tester vos shaders sur les deux GPU. Vous voyez ci-dessous, les deux déclarations en surbrillance s’appliquent directement à PowerVR Series 6. Avec Series 6 Imagination déplacé vers une architecture scalaire, et dans la documentation du développeur ImgTec, il confirme que le mode de précision le plus bas pris en charge est FP16.
Tout ceci m’amène à confirmer ce que j’ai entendu dire il y a quelques temps: Apple A7 est le premier silicium mobile à intégrer le GPU ImgTec PowerVR Series 6.
La configuration du GPU A7: PowerVR G6430
Précédemment connu sous le nom de code Rogue, la série 6 a été annoncée dans les configurations suivantes:
Sur la base des performances livrées, ainsi que d’autres produits à venir dans le pipeline, je pense que Apple A7 dispose d’une variante du PowerVR G6430 un design Rogue 4 cluster optimisé pour la performance (par rapport à la zone).
Rogue est un départ important des architectures de la série 5XT qui ont été utilisées dans l’iPhone 5, l’iPad mini et l’iPad 4. Le plus grand changement Un passage à une architecture entièrement scalaire, similaire aux GPU AMD et NVIDIA actuels.
Alors qu’avec les conceptions 5XT, nous avons parlé de plusieurs cœurs, l’unité de réplication par défaut dans Rogue est: Chaque cœur dans 5XT répliquait tout le matériel, tandis que chaque cluster dans Rogue ne reproduisait que les ALU des shaders et le matériel de texture. Rogue est toujours une architecture unifiée, mais le frontal ne fait plus l’objet d’une échelle de 1: 1 avec du matériel d’ombrage. À bien des égards, cette approche est beaucoup plus raisonnable, car c’est généralement la façon dont vous construisez des GPU plus gros.
Dans 5XT, chaque cœur comportait un certain nombre de pipelines USSE2. Chaque pipeline était capable de multiplier par Vec4 + ajouter plus une opération de PF supplémentaire qui pourrait être émise deux fois dans les bonnes circonstances. Img n’a jamais détaillé ce dernier donc j’ai toujours compté les flops Coque iPhone en regardant le nombre de MADs Vec4. Si vous comptez chaque MAD comme deux opérations de FP, ce 8 FLOPS par pipe USSE2. Chaque USSE2 était un SIMD, donc une instruction sur les 4 slots et non une combinaison d’instructions. Si vous aviez 3 MAD et quelque chose d’autre, le tuyau USSE2 agirait comme une unité Vec3 à la place. Il en va de même pour 1 ou 2 MAD.
Avec Rogue, le tuyau USSE2 est parti et remplacé par un cluster Unified Shading (USC). Chaque USC est un SIMD scalaire de 16 largeurs, chaque slot pouvant contenir jusqu’à 4 opérations FP32 par horloge. En faisant le calcul, une seule implémentation USC peut faire un total de 64 opérations FP32 par horloge l’équivalent coque Samsung 2018 d’un PowerVR SGX 543MP2. L’efficacité augmente évidemment avec un design scalaire, donc les performances réalisables seront probablement plus élevées sur Rogue que sur 5XT.
L’A7 est une conception de quatre clusters, de sorte que quatre USC ou un total de 256 opérations FP32 par horloge. À 200 MHz, cela donnerait à l’A7 deux fois plus de performances théoriques de pointe du GPU dans l’iPhone 5. Et d’après ce que j’ai entendu, le coque Samsung Pas Cher En Ligne G6430 est cadencé beaucoup plus haut que cela.
Il plus de puissance graphique sous le capot de l’iPhone 5 s qu’il ya dans l’iPad 4. Bien que je doute don l’iPad 5 élargira une fois de plus cet écart, garder à l’esprit que l’iPhone 5s a moins de 1/4 le nombre de pixels comme l’iPad 4. Si j’étais un homme de pari, je dis que l’A7 a été conçu non seulement pour piloter l’écran 5s 1136 x 640, mais aussi un panneau de haute résolution dans un autre appareil. Peut-être un iPad mini avec Retina Display Il n’y a pas de solution aux besoins en bande passante mémoire, mais l’A7 a sûrement assez de puissance de calcul pour y arriver. iPad 3).
Comme je l’ai mentionné plus tôt, l’iPhone 5s est le premier appareil Apple (et l’appareil grand public au monde) à être livré avec un GPU PowerVR Series 6. Le G6430 à l’intérieur de l’A7 est une configuration à 4 grappes, chaque grappe comportant un large éventail de 16 pipelines SIMD. Alors que la génération 5XT utilisait une architecture vectorielle de 4 largeurs (1 pixel par horloge, tous les 4 composants couleur par SIMD), la série 6 passe à une conception scalaire (pensez à 16 pixels par horloge, une couleur par horloge). Chaque pipeline est capable de deux FP32 MAD par horloge, pour un total de 64 opérations FP32 par horloge, par cluster. Avec le GPU de cluster A7 4, cela revient à avoir le même débit par horloge que l’iPad de 4ème génération.
L’imagination prétend que sa nouvelle architecture scalaire est non seulement plus computationnellement dense, mais aussi beaucoup plus efficace. Avec la transition vers des architectures GPU scalaires dans l’espace PC, nous avons généralement vu l’efficacité monter, donc j’ai tendance à croire que Imagination prétend ici.
Apple revendique jusqu’à 2 fois plus de performances GPU par rapport à l’iPhone 5, mais en regardant simplement les chiffres bruts dans le tableau ci-dessus il y a beaucoup plus de puissance d’ombrage sous le capot de l’A7 que ‘2x’ l’A6.
Comme toujours, nous commençons avec GFXBench (anciennement GLBenchmark) 2.7 pour avoir une idée de la performance théorique du nouveau GPU. GFXBench 2.7 a tendance à être plus lié au calcul que la plupart des jeux car il est fréquemment utilisé par les fournisseurs de silicium pour mettre l’accent sur le matériel, et non par les développeurs de jeux en tant que cible de performance réelle. Gardez cela à l’esprit lorsque nous arriverons à certains des résultats de la simulation de jeu.
Deux fois le taux de remplissage de l’iPhone 5, et nettement plus élevé que tout ce que nous avons testé. Rogue est bien parti.
Qu’est-ce que c’est Une régression de performance Rappelez-vous ce que j’ai dit plus tôt dans la description de Rogue. Alors que 5XT répliquait la quasi-totalité du GPU pour les versions «multi-core», les versions multi-cluster de Rogue ne se répliquaient qu’au niveau du tableau shader. Le résultat Nous ne voyons pas le même type d’échelle de configuration des triangles de crête que nous avons fait sur les pièces multi-coeurs 5XT. Je ne pense pas que ce sera un gros problème dans les jeux actuels (et probablement un meilleur équilibre entre l’installation triangle / rasterisation et le matériel d’ombrage), mais il vaut la peine de souligner.
C’est la régression la plus défavorable que nous avons vue de 5XT à Rogue. Il est clair que les taux de triangle par puce sont beaucoup plus élevés sur Rogue, mais avec une implémentation de base de 5XT, il n’y a pas de concurrence. Je soupçonne que ce changement fait partie de la façon dont Img était capable d’augmenter la densité globale de Rogue vs 5XT. Maintenant, la question est de savoir si ou non cette régression apparaîtra réellement dans les jeux Pour le savoir, nous nous tournons vers les deux tests de simulation de jeu dans GFXBench 2.7, en commençant par le plus stressant: T Rex HD.
Comme toujours, les tests à l’écran s’exécutent à une résolution native du périphérique avec la synchronisation sur v activée, tandis que les résultats hors écran se produisent en 1080p et la synchronisation sur v est désactivée.
Comme prévu, le G6430 dans l’iPhone 5s est plus de deux fois la vitesse de la partie dans l’iPhone 5. Il est également le premier appareil que nous avons testé capable de franchir la barrière des 30 fps dans T Rex HD à sa résolution native. Étant donné à quel point ce test est ridiculement intense, je pense qu’il est sûr de dire que l’iPhone 5s aura probablement la plus longue durée de vie d’une perspective de jeu de n’importe quel iPhone précédent.
Le test hors écran permet de mettre en perspective les performances du G6430. Ici, nous montrons les 5s à peine derrière Qualcomm Adreno 330 (Snapdragon 800). Il existe des différences thermiques évidentes entre les deux plates-formes, mais si nous regardons la performance G2 (une autre partie S800 / A330), nous obtenons une meilleure indication d’une comparaison pommes-pommes. En regardant le confirme ce que nous voyons ci-dessus. Dans un téléphone, il semble que le G6430 soit un peu plus rapide que Qualcomm Adreno 330..