Immortalis: La nueva GPU de ARM lleva ray tracing por hardware a los smartphones

ARM ha anunciado hoy nuevas CPUs y GPUs, que, en los próximos dos años, veremos en los chips de nuestros futuros smartphones.

El anuncio más importante es el de la nueva GPU de ARM, que admite el trazado de rayos (ray tracing) por hardware, una función que, hasta no hace mucho, estaba limitada a las últimas consolas de videojuegos y las tarjetas gráficas de PC de gama alta, aunque Samsung se adelantó a ARM hace unos meses.

Immortalis-G715 con soporte de trazado de rayos

La nueva GPU, llamada Immortalis-G715, se basa en la misma arquitectura Mali que utilizan muchas GPU ARM. En el pasado, los diseños de Mali han pecado a veces de ir por detrás en rendimiento en comparación con los de otros fabricantes, aunque ahora ARM afirma que hay grandes ganancias de rendimiento.

Immortalis ofrece soporte de trazado de rayos basado en hardware (compatible con la API Vulkan), sombreado de tasa variable, un motor de ejecución mejorado y mayor soporte y herramientas para desarrolladores.

ARM afirma que mejora el rendimiento en un 15% con respecto a las soluciones anteriores y que duplica el rendimiento del aprendizaje automático (machine learning). La compañía también afirma que también es un 15% más eficiente energéticamente, lo que podría equivaler a una reducción del consumo de energía o de las temperaturas de funcionamiento.

El trazado de rayos se traduce en mejores reflejos e iluminación en las escenas renderizadas, y cabe destacar que ARM no es la primera en anunciar un chipset móvil con esta función. El Samsung Exynos 2200 presentado en enero cuenta con una GPU basada en AMD que también ofrece trazado de rayos acelerado por hardware.

ARM ha indicado que las ventajas de esta GPU variarán en función de la implementación elegida por los fabricantes de los chipsets; es decir, ARM tiene estos diseños, pero puede ampliarlos o reducirlos según los requisitos del fabricante.

En última instancia, pueden ajustar el diseño dentro de unos límites como consideren oportuno, ajustando aspectos como el número de núcleos u otras métricas para adaptarlo a su diseño. El G715 puede configurarse con 10 núcleos o más (no se ha proporcionado un límite superior).

ARM no ha mencionado directamente a ningún socio que vaya a utilizar la tecnología, pero MediaTek sí ha felicitado a la compañía por su anuncio, lo que podría ser una pista. MediaTek también ha utilizado anteriormente las GPU Mali en sus productos.

G715 y G615, las hermanas pequeñas

ARM ha dado menos detalles sobre las GPU más pequeñas, pero Immortalis tiene un par de hermanas menores con los que comparte su arquitectura.

G715 sustituye a la G710 del año pasado y hereda algunas de las características de G715-Immortalis, como el sombreado de tasa variable. Cabe suponer que los dos diseños comparten muchos aspectos, pero G715 no tendrá trazado de rayos basado en hardware. Estará disponible en diseños de 7 a 9 núcleos.

G615, de gama ligeramente inferior, sustituye a G610 del año pasado y ofrece las mismas prestaciones, pero se presenta en diseños de 6 núcleos o menos.

Cortex-X3, nuevo núcleo de alto rendimiento

El nuevo Cortex-X3 posee un diseño de CPU ARMv9 de alto rendimiento. ARM vuelve a afirmar que el IPC ha mejorado en dos dígitos, lo que significa que tenemos un núcleo grande y rápido que debutará en chipsets de gama alta.

Las mejoras técnicas incluyen una capacidad de búfer L1/L2 un 50% mayor y una capacidad L0 10 veces mayor.

Fuera de los smartphones, Cortex-X3 puede utilizarse en configuraciones de hasta 12 núcleos para dispositivos como ordenadores portátiles o de sobremesa, y ARM dice que el nuevo diseño ofrece un 34% de mejora en el rendimiento de un solo hilo en comparación con los últimos ordenadores portátiles convencionales.

Cortex-A715, un nuevo núcleo con rendimiento similar a Cortex-X1

El Cortex-A715 ofrece mejoras con respecto al A710 en aspectos como la precisión de la predicción de bifurcaciones y la precarga de datos, además de ofrecer «ganancias constantes de IPC».

De hecho, ARM afirma que el A715 iguala el rendimiento del Cortex-X1, el primero de los núcleos «supergrandes» de ARM que aterrizó en 2020 como parte de su programa de CPUs personalizadas.

En comparación con el antiguo A710, es un 20% más eficiente desde el punto de vista energético cuando funciona al mismo nivel de rendimiento y un 5% más rápido en su punto máximo.

Este año no hay un nuevo núcleo pequeño ARMv9. En su lugar, ARM ha aumentado la eficiencia del Cortex-A510 del año pasado, mejorando marginalmente su eficiencia al mismo nivel de rendimiento, ahorrando alrededor de un 5% de energía, según ARM.