Immortalis-G715: ARMs erste Raytracing-Grafikeinheit ist da

15 Prozent schneller, 15 Prozent effizienter, plus Raytracing: Mit der Immortalis-G715 kommt Konsolen/PC-Optik auf Smartphones.

Artikel veröffentlicht am 28. Juni 2022, 18:00 Uhr, Marc Sauter

Immortalis-G715, Mali-G715 und Mali-G615 vorgestellt. (Bild: ARM)

ARM hat drei Grafikeinheiten für Smartphone-Chips angekündigt: Die Immortalis-G715 aka Thyrsus als Topmodell unterstützt Hardware-Raytracing, was auch den neuen Namen erklärt. Die Mali-G715 und die Mali-G615 laufen unter der alten Bezeichnung, denn trotz grundlegend identischer Architektur fehlt beiden GPUs die Raytracing-Unterstützung.

Tatsächlich basieren alle drei Modelle auf der Valhall-Technik in der nunmehr vierten Generation, bei der ARM diverse Verbesserungen vorgenommen hat. Der britische IP-Anbieter spricht von 15 Prozent mehr Performance und 15 Prozent höherer Effizienz, welche die Immortalis-G715 verglichen zur bisherigen Mali-G710 erreichen soll. Es handelt sich hierbei um ISO-Werte, also bei gleicher Anzahl an Shader-Cores und gleichen Taktraten.

Größte Neuerung mit der Einführung der Immortalis-Stufe ist Raytracing für Mobile-GPUs, so wie es Imagination Technologies mit den PowerVR CXT bereits vorgemacht hat. ARM hat hierzu die Shader-Cores um zwei Fixed-Function-Einheiten erweitert: Eine kümmert sich um das Durchlaufen (Traversal) der Beschleunigungsstruktur (Bounding Volume Hierarchy) und eine um die Schnittpunktprüfung (Ray Intersection) mit deren Boxen respektive einem Dreieck darin.

Vier Prozent Fläche für 300 Prozent mehr Performance

Damit ist ARM auf einem Niveau von Intel oder Nvidia, wohingegen AMD zwar kein Traversal in Hardware unterstützt, die ständig zu aktualisierende BVH aber anteilig in den extrem schnellen Infinity Cache statt einzig in den langsameren GDDR6-Videospeicher packt. ARM zufolge belegt eine RTU (Ray Tracing Unit) weniger als vier Prozent der Fläche eines Shader-Cores, beschleunigt Raytracing-Operationen aber um 300 Prozent. Unterstützt wird vorerst einzig das Vulkan-API unter Android.

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Wo Immortalis draufsteht, ist Raytracing drin. (Bild: ARM)

Ebenfalls neu für Valhall v4 - ergo auch für Mali - ist Variable Rate Shading (VRS), wie es von Konsolen-GPUs und PC-Grafikkarten bekannt ist. Ausgewählte Bereiche werden dabei gröber bearbeitet - möglichst ohne sichtbaren Optikverlust; bei ARMs Implementierung werden bis zu 4x4 Pixel zusammengefasst. Bei einer typischen 2x2-Nutzung soll die Framerate um bis zu 38 Prozent steigen, was im Smartphone-Segment mit einen typischen fps-Limit von 30 oder 60 die Akkulaufzeit verbessert.

In den Shader-Cores selbst wurde die Exection-Engine überabeitet: Statt einer FMA-Einheit gibt es zwei, was die theoretische Leistung bei nur 27 Prozent mehr Fläche verdoppelt. Hinzu kommt eine dedizierte MMUL-Einheit für Matrix-Multiplikationen pro FMA-Block, weshalb sich die Performance bei maschinellem Lernen ebenfalls verdoppeln soll. Die weiteren Bestandteile der Shader-Cores wurden ebenfalls überarbeitet: Der Tiler für die Geometrie etwa schafft den dreifachen Durchsatz und die Textureinheiten (TMUs) sollen doppelt so flott sein.

Verlustfreie Texturkompression für Spiele

Als weitere wichtige Neuerung gibt es die AFRC, die ARM Fixed Rate Compression, welche mit der Mali-G310 eingeführt wurde. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine verlustfreie Texturkompression, wodurch die notwendige DRAM-Bandbreite verringert und so das Speichersubsystem entlastet wird. Das spart Energie, was sich positiv auf die Gaming-Akkulaufzeit auswirkt.

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Immortalis-G715 im Überblick (Bild: ARM)

Die Immortalis-G715 ist für 10 bis 16 Shader-Cores inklusive Raytracing ausgelegt, die Mali-G715 auf sieben bis neun und die Mali-G615 auf bis zu sechs. Die Grafikeinheiten werden wie üblich per Corelink CI-700 (kohärenter Interconnect) oder Corelink NI-700 (Network on Chip, NoC) mit dem weiter verbesserten System Level Cache (SLC) verknüpft, hinzu kommen neue ARMv9-CPU-Kerne wie der Cortex-X3. Erste Geräte mit den neuen Grafikeinheiten sowie auch vollständige TSC22-Chips (Total Compute Solution) erwarten wir Ende des Jahres.

Offenlegung: Golem.de hat auf Einladung von ARM hin am Client Tech Day in Austin teilgenommen, die Reise- und Hotelkosten wurden vollständig von ARM übernommen. Unsere Berichterstattung ist davon nicht beeinflusst und bleibt gewohnt neutral und kritisch. Der Artikel ist, wie alle anderen auf unserem Portal, unabhängig verfasst und unterliegt keinerlei Vorgaben seitens Dritter.