عرضه نسل تازه معماری گرافیکی موبایل ARM!

به گزارش مجله خبری نگار/آنا، معماری ARM تقریباً در بخش بزرگی از تراشه‌های موبایلی امروز حضور دارد و به همین دلیل هر تغییر اساسی در طراحی پردازنده‌های گرافیکی این شرکت می‌تواند مستقیماً روی نسل بعدی گوشی‌ها اثر بگذارد. ARM حالا بخش مهمی از نسل تازه فناوری موبایل خود را به بازی و پردازش گرافیکی اختصاص داده و مدعی است GPU جدید آن نسبت به نسل پرچمدار قبلی حدود ۱۴ درصد عملکرد بیشتری ارائه می‌دهد. نخستین گوشی مجهز به این فناوری شیائومی ۱۸ فولد است که با تراشه اختصاصی Xring O ۳ عرضه شده و در حال حاضر تنها نمونه تجاری محسوب می‌شود که از نسل جدید GPU و قابلیت‌های ارتقای تصویر ARM استفاده می‌کند.

افزایش عملکرد فقط بخشی از تغییرات است

تمرکز ARM صرفاً روی افزایش خام قدرت پردازشی نیست و شرکت تلاش کرده مجموعه‌ای از فناوری‌هایی را وارد اکوسیستم موبایل کند که پیش‌تر بیشتر در کارت‌های گرافیک دسکتاپ و کنسول‌ها دیده می‌شدند. پردازنده گرافیکی جدید از قابلیت MegaLights موتور آنریل انجین ۵ پشتیبانی می‌کند؛ فناوری‌ای که برای مدیریت منابع نوری متعدد و ایجاد سایه‌های پویا در محیط‌های پیچیده طراحی شده است. چنین قابلیتی می‌تواند کیفیت نورپردازی بازی‌های موبایلی را افزایش دهد، اما اهمیت واقعی نسل جدید احتمالاً بیشتر به فناوری‌هایی مربوط می‌شود که بدون افزایش مستقیم توان سخت‌افزاری، نرخ فریم و کیفیت تصویر را بالا می‌برند.

مهم‌ترین نمونه، فناوری Neural Super Sampling یا NSS است که از شبکه‌های عصبی برای بازسازی تصویری با وضوح بالاتر استفاده می‌کند. به زبان ساده، بازی می‌تواند مثلاً در وضوح ۵۴۰ p رندر شود و سپس سامانه هوش مصنوعی پیکسل‌های از دست‌رفته را بازسازی کند تا خروجی نهایی شبیه تصویر ۱۰۸۰ p دیده شود. مزیت چنین روشی این است که پردازنده گرافیکی مجبور نیست تمام پیکسل‌های تصویر نهایی را مستقیماً رندر کند و در نتیجه فشار روی GPU کاهش پیدا می‌کند. ARM مدعی است این روش می‌تواند نرخ فریم را چند برابر کند و هم‌زمان مصرف انرژی را پایین بیاورد؛ موضوعی که روی دستگاهی مانند گوشی، که محدودیت باتری و گرما بسیار جدی‌تر از کامپیوتر‌های رومیزی است، اهمیت زیادی دارد.

ARM از ایده‌های مشابه فناوری‌های انویدیا استفاده می‌کند

مجموعه فناوری‌های جدید ARM شباهت‌هایی با راهکار‌هایی دارد که انویدیا طی سال‌های اخیر در قالب DLSS توسعه داده است. Neural Super Sampling وظیفه ارتقای وضوح را بر عهده دارد، درحالی‌که ARM روی قابلیت‌هایی مشابه بازسازی پرتو نیز کار می‌کند که تلاش می‌کنند تصویر حاصل از رهگیری پرتو و نویزگیری نرم‌افزاری را با کمک هوش مصنوعی بازسازی کنند. قابلیت دیگری که در برنامه شرکت قرار دارد، تولید فریم یا Frame Generation است؛ سیستمی که میان فریم‌های واقعی، فریم‌های جدیدی را تولید می‌کند تا نرخ فریم ظاهری افزایش پیدا کند.

البته همه این قابلیت‌ها از همان ابتدا روی گوشی‌های جدید در دسترس نخواهند بود. ARM اعلام کرده است برخی ویژگی‌ها مانند تولید فریم احتمالاً زودتر از سال آینده در بازی‌های تجاری ظاهر نمی‌شوند و توسعه‌دهندگان باید پشتیبانی از آنها را به موتور بازی و فرایند رندر خود اضافه کنند. در نتیجه خرید گوشی مجهز به سخت‌افزار جدید به‌تنهایی تضمین نمی‌کند که تمام بازی‌ها بلافاصله از این قابلیت‌ها استفاده کنند.

شاید میان‌رده‌ها بیشتر از پرچمداران سود ببرند

کاربرد جذاب‌تر فناوری جدید ممکن است نه در گوشی‌های هزار دلاری، بلکه در محصولات میان‌رده باشد. گوشی‌های پرچمدار همین حالا نیز پردازنده‌های بسیار قدرتمندی دارند و بسیاری از بازی‌ها را با نرخ فریم بالا اجرا می‌کنند، اما وضعیت در میان‌رده‌ها متفاوت است. در این بخش از بازار، قدرت پردازنده گرافیکی کمتر، ظرفیت باتری محدود و هزینه قطعات باعث می‌شود سازندگان برای حفظ قیمت مجبور به انتخاب سخت‌افزار ضعیف‌تری شوند. فناوری ارتقای تصویر می‌تواند بخشی از این فاصله را جبران کند؛ برای مثال، یک تراشه میان‌رده می‌تواند بازی را با وضوح پایین‌تر اجرا کند و سپس NSS تصویر را به وضوح بالاتر تبدیل کند، بدون آنکه همان میزان فشار مستقیماً به GPU وارد شود.

این مسئله در شرایط فعلی بازار اهمیت بیشتری پیدا کرده است، زیرا افزایش هزینه حافظه رم و دیگر قطعات باعث شده برخی سازندگان به‌جای افزایش مشخصات، میزان حافظه را کاهش دهند یا نسل‌های جدید را با ارتقای محدود وارد بازار کنند. روندی که گاهی به نوعی «کوچک‌سازی مشخصات» شباهت دارد؛ قیمت دستگاه افزایش پیدا می‌کند، اما رم کمتر یا سخت‌افزار تقریباً مشابه نسل قبل در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. اگر فناوری‌های جدید ARM روی تراشه‌های میان‌رده هم عملکرد مناسبی داشته باشند، تولیدکنندگان می‌توانند بخشی از کمبود قدرت خام سخت‌افزار را با پردازش هوشمند تصویر جبران کنند، هرچند هنوز مشخص نیست این قابلیت‌ها روی محصولات ارزان‌تر تا چه حد قابل استفاده خواهند بود.

کاهش مصرف انرژی می‌تواند به اندازه نرخ فریم مهم باشد

رندر کردن بازی در وضوح پایین‌تر تنها باعث افزایش نرخ فریم نمی‌شود و می‌تواند مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. GPU هنگام تولید تصویر با وضوح کمتر محاسبات کمتری انجام می‌دهد و در نتیجه انرژی کمتری مصرف می‌کند و گرمای کمتری تولید می‌شود. این موضوع روی گوشی و تبلت اهمیت زیادی دارد، زیرا کاهش دما می‌تواند از افت عملکرد ناشی از گرم شدن دستگاه جلوگیری کند و هم‌زمان زمان بازی با یک بار شارژ را افزایش دهد.

در عمل، یک بازی که برای رسیدن به ۶۰ فریم بر ثانیه مجبور است GPU را نزدیک سقف توان نگه دارد، ممکن است با NSS همان نرخ فریم را با فشار کمتری حفظ کند. این مزیت حتی روی گوشی‌های پرچمدار نیز قابل توجه است، زیرا دستگاه می‌تواند به جای استفاده از تمام توان گرافیکی، عملکرد مشابهی با مصرف کمتر ارائه دهد. ARM گفته است نسل جدید GPU فقط به گوشی‌ها محدود نخواهد بود و فناوری‌های آن در آینده وارد تبلت‌ها، کروم‌بوک‌ها و دیگر دستگاه‌های مبتنی بر معماری ARM نیز می‌شوند.

بازی‌ها باید از فناوری جدید پشتیبانی کنند

بزرگ‌ترین مانع در مسیر ARM احتمالاً سخت‌افزار نیست، بلکه پشتیبانی نرم‌افزاری است. فناوری‌هایی مانند ارتقای وضوح عصبی یا تولید فریم تنها زمانی ارزش واقعی پیدا می‌کنند که توسعه‌دهندگان بازی آنها را در محصول خود فعال کنند. در حال حاضر ARM تنها چند عنوان از جمله Where Winds Meet، Infinity Nikki و Arena Breakout را به‌عنوان بازی‌های پشتیبان NSS معرفی کرده است و این فهرست هنوز بسیار محدود است.

تجربه بازار کامپیوتر نیز نشان داده گسترش فناوری‌های ارتقای تصویر به همکاری گسترده با موتور‌های بازی و استودیو‌ها نیاز دارد. انویدیا چند سال زمان صرف کرد تا DLSS از قابلیتی محدود به تعدادی بازی به فناوری‌ای تبدیل شود که در صد‌ها عنوان پشتیبانی می‌شود. ARM نیز برای رسیدن به جایگاهی مشابه باید توسعه‌دهندگان بیشتری را متقاعد کند که NSS و قابلیت‌های مرتبط را مستقیماً در بازی‌های خود پیاده‌سازی کنند.

شیائومی ۱۸ فولد نخستین نمونه واقعی است

شیائومی ۱۸ فولد نخستین گوشی‌ای است که نسل جدید فناوری گرافیکی ARM را به بازار آورده و از این نظر می‌تواند به نمونه آزمایشی مهمی برای سنجش عملکرد واقعی آن تبدیل شود. تراشه اختصاصی Xring O ۳ در این گوشی از معماری GPU جدید استفاده می‌کند و امکان دسترسی به قابلیت‌های ارتقای تصویر را فراهم کرده است. هنوز تعداد بازی‌هایی که بتوانند تمام ظرفیت این سخت‌افزار را نشان دهند محدود است و بنابراین ارزیابی کامل فناوری جدید به عرضه عناوین بیشتری نیاز دارد.

ARM همچنین تأکید کرده است که این معماری به محصولات چینی یا یک سازنده خاص محدود نخواهد شد و دستگاه‌های دیگری با فناوری Malio G ۲-Ultra NX در بازار‌های جهانی عرضه خواهند شد. ورود این قابلیت‌ها به تبلت‌ها و کروم‌بوک‌ها نیز می‌تواند بازار بزرگ‌تری ایجاد کند، به‌خصوص برای دستگاه‌هایی که سخت‌افزار گرافیکی مجزا ندارند و برای اجرای بازی یا پردازش سه‌بعدی به GPU داخلی وابسته‌اند.

شیائومی ۱۸ فولد با تراشه اختصاصی Xring O ۳ و دوربین لایکا از راه می‌رسد شیائومی ۱۸ فولد با تراشه اختصاصی Xring O ۳ و دوربین لایکا از راه می‌رسد

آینده بازی موبایلی به توسعه‌دهندگان و میان‌رده‌ها بستگی دارد

افزایش ۱۴ درصدی قدرت گرافیکی در نسل جدید ARM به‌تنهایی تغییر بزرگی در بازار ایجاد نمی‌کند، اما ترکیب این افزایش با ارتقای وضوح هوش مصنوعی، بازسازی تصویر و تولید فریم می‌تواند اثر بسیار بیشتری داشته باشد. اگر توسعه‌دهندگان به شکل گسترده از NSS استفاده کنند، گوشی‌ها خواهند توانست با سخت‌افزار مشابه نرخ فریم بالاتر یا مصرف انرژی پایین‌تری ارائه دهند و این مزیت بیش از همه برای دستگاه‌هایی اهمیت دارد که محدودیت توان و قیمت دارند.

پرسش اصلی این است که آیا فناوری جدید از محدوده گوشی‌های گران‌قیمت خارج می‌شود یا خیر. استفاده از آن در محصولی مانند شیائومی ۱۸ فولد نشان می‌دهد پرچمداران نخستین مقصد هستند، اما تأثیر واقعی زمانی دیده خواهد شد که همان قابلیت‌ها به تراشه‌های میان‌رده برسند. بازاری که افزایش قیمت رم و دیگر قطعات فشار بیشتری بر آن وارد کرده، بیش از هر بخش دیگری به روش‌هایی برای گرفتن عملکرد بیشتر از سخت‌افزار ارزان‌تر نیاز دارد و فناوری ارتقای تصویر ARM می‌تواند یکی از راه‌های رسیدن به این هدف باشد. اگر این اتفاق بیفتد، مهم‌ترین نتیجه نسل جدید GPU‌های ARM شاید نه ساخت یک گوشی گیمینگ قدرتمندتر، بلکه فراهم کردن تجربه بازی بهتر روی دستگاه‌هایی باشد که کاربران بیشتری واقعاً توان خرید آنها را دارند.