Arm C2-Ultra i Mali G2-Ultra NX debiutują z istotnymi ulepszeniami procesora, procesora graficznego oraz technologii ray tracingu

Firma Arm zaprezentowała CSS for Mobile 2, swoją najnowszą referencyjną platformę obliczeniową przeznaczoną dla flagowych układów SoC. Po pierwsze, wydaje się, że całkowicie zrezygnowano z marki Lumex – zaledwie rok po tym, jak zastąpiła ona długo stosowaną nazwę Cortex jako identyfikator IP procesorów Arm przeznaczonych dla smartfonów. Wcześniej firma Arm znana była z pomijania nowych wersji swoich rdzeni typu E, a tym razem wydaje się, że rdzeń „średniej klasy” (Lumex C1 Premium) nie został odświeżony. 

Nowa platforma łączy w sobie nowe rdzenie procesorów Arm C2-Ultra i C2-Pro z grafiką Mali G2-Ultra NX, zmodernizowaną architekturą połączeń systemowych oraz nowym stosem oprogramowania. Podobnie jak w przypadku wszystkich innych ogłoszeń z ostatnich cykli premier, sztuczna inteligencja pozostaje głównym punktem zainteresowania. Podejście firmy Arm wykracza jednak znacznie poza konwencjonalną akcelerację w stylu jednostek NPU. Klaster procesorów C2 zyskuje większą moc obliczeniową jednostek SME2 na potrzeby modeli lokalnych i obciążeń typu agentowego, natomiast układ graficzny Mali G2-Ultra NX wprowadza dedykowane akceleratory neuronowe umieszczone bezpośrednio wewnątrz rdzeni shaderów. Firma Arm obiecuje również poprawę wydajności tradycyjnych procesorów i układów graficznych w przypadku obciążeń, które nie wykorzystują sztucznej inteligencji.

Przykładowa flagowa implementacja CSS for Mobile 2 łączy dwa rdzenie C2-Ultra z sześcioma rdzeniami C2-Pro oraz dwiema jednostkami SME2, co nieumyślnie pozwala nam zapoznać się z tym, co z dużym prawdopodobieństwem może być procesorem MediaTek Dimensity 9600. Platforma firmy Arm pozostaje jednak konfigurowalna, a producenci układów mogą wykorzystywać poszczególne komponenty niezależnie, łączyć je z rozwiązaniami IP innych firm lub modyfikować ogólną implementację w celu dostosowania jej do własnych wymagań dotyczących układów SoC. Na przykład firma Samsung mogłaby zastąpić procesor graficzny Mali własnym rozwiązaniem opartym na architekturze Radeon, a firma Google mogłaby postąpić podobnie, wykorzystując rozwiązanie firmy Imagination Technologies. 

W nowej architekturze firmy Arm procesor CPU pełni rolę warstwy koordynującej dla agenta, utrzymując kontekst i stan zadania, jednocześnie decydując, czy poszczególne etapy powinny być realizowane za pomocą aplikacji lokalnych, modeli wbudowanych w urządzenie, innych akceleratorów czy usług w chmurze. Wyższa wydajność jednowątkowa zmniejsza opóźnienia poszczególnych etapów, natomiast dodatkowa wydajność wielowątkowa umożliwia równoczesne wykonywanie operacji pobierania danych, wnioskowania oraz działań aplikacji.

Nowa konstrukcja łączy te procesory z systemem połączeń międzysirowych SI L2 firmy Arm, który zapewnia spójność, kontrolę jakości usług oraz komunikację o większej przepustowości i mniejszym opóźnieniu pomiędzy różnymi zasobami obliczeniowymi platformy. Firma Arm rozszerza również swoje działania optymalizacyjne na etap implementacji fizycznej, umożliwiając partnerom uwzględnienie wydajności, powierzchni i zużycia energii przed zintegrowaniem własności intelektualnej z gotowym układem SoC.

W demonstracji „Neural Dawn” firmy Arm połączenie technologii NFRU i NSSD zapewniło nawet czterokrotnie wyższą wydajność oraz zmniejszyło ruch w pamięci zewnętrznej aż o 70% w porównaniu z renderowaniem natywnym. Firma Arm twierdzi, że ograniczenie w ten sposób konwencjonalnych operacji renderowania mogłoby sprawić, że wymagające pod względem obciążenia funkcje silnika Unreal Engine, takie jak MegaLights, stałyby się bardziej praktyczne na sprzęcie mobilnym. NFRU może na przykład przekształcić renderowanie z prędkością 30 klatek na sekundę w wynik o prędkości 60 klatek na sekundę. Firma Arm pozycjonuje tę technologię również jako drogę do osiągnięcia stałej prędkości 120 klatek na sekundę w grach mobilnych bez konieczności konwencjonalnego renderowania każdej wyświetlanej klatki, co jest eleganckim sposobem na wdrożenie technologii generowania klatek w grach mobilnych. 

Na szczęście procesor graficzny Mali G2-Ultra NX nie opiera się wyłącznie na renderowaniu neuronowym, aby osiągnąć wzrost wydajności w stosunku do poprzedniej generacji. Procesor graficzny wprowadza również przeprojektowany silnik wykonawczy, który firma Arm określa jako największą zmianę w architekturze zestawu instrukcji Mali od siedmiu generacji. Wśród innych ulepszeń architektura ta zapewnia nawet dwukrotnie większą liczbę rejestrów, dając złożonym shaderom dodatkowy zapas mocy obliczeniowej.

Firma Arm deklaruje nawet o 24% wyższą wydajność w testach porównawczych dla procesora Mali G2-Ultra NX oraz nawet o 14% lepszą wydajność w grach bez wykorzystania sztucznej inteligencji w porównaniu z poprzednią generacją. Ulepszono również sprzęt do śledzenia promieni. G2-Ultra NX zawiera jednostkę śledzenia promieni trzeciej generacji firmy Arm oraz oferuje sprzętową obsługę mikromap nieprzezroczystości, które umożliwiają przetwarzanie skomplikowanej geometrii przezroczystej bez ponoszenia takich samych kosztów związanych ze śledzeniem promieni, jak w przypadku konwencjonalnych technik.

Urządzenia wyposażone w procesory Mali G2-Ultra NX, C2-Ultra oraz C2-Pro zaczną pojawiać się na rynku w najbliższych tygodniach. Można się spodziewać, że początkowo będą one stosowane w flagowych modelach firmy MediaTek, a na początku 2028 r. podobną tendencję powinien podjąć Samsung, wprowadzając procesor Exynos 2700. Oczekuje się również, że firma Qualcomm zaprezentuje zaktualizowane wersje swoich architektur Nuvia i Adreno wraz z procesorami Snapdragon 8 Elite Gen 6 oraz Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 jeszcze w tym miesiącu. Nawet firma Apple ma dołączyć do tej tendencji, prezentując układ SoC A20 Pro, którego premiera jest zaplanowana wraz z serią iPhone’a 18 Pro oraz modelem iPhone Ultra.