Arm'ın Mali G2-Ultra NX'i, yapay zekâ odaklı sinirsel grafikleri mobil GPU'lara getiriyor

Arm, şirketin ilk yapay zekâ odaklı (AI-native) Mali tasarımı olarak tanımladığı Mali G2-Ultra NX adlı mobil GPU'yu duyurdu. Yonga, sinirsel hızlandırıcıları doğrudan shader çekirdeklerinin içine yerleştiriyor; böylece yapay zekâ tabanlı grafik iş yükleri ayrı bir blok üzerinde değil, geleneksel render ve hesaplama işlemlerinin yanında çalışıyor. Arm'ın iddiası açık: mobil kullanıcılar daha zengin görseller ve daha akıcı kare hızları talep etmeye devam ediyor, ancak telefon yongaları bir masaüstü GPU gibi kolayca ölçeklenemiyor; dolayısıyla ekstra kalitenin bir kısmının işini yapay zekânın devralması gerekiyor.

Arm'ın haber odasında yayımlanan ve Hacker News'in ana sayfasında öne çıkan duyuru, sinirsel grafikleri — detayı yeniden yapılandırmak, ara kareler üretmek ve görüntüleri iyileştirmek için makine öğrenmesi kullanmayı — mobil bir güç bütçesi içinde masaüstü sınıfı görsellere giden yol olarak konumlandırıyor.

Hat içine entegre sinirsel grafikler

Arm'a göre sinirsel hızlandırıcılar GPU'nun bellek sistemini, tutarlı cache yapılarını ve kontrol yapılarını paylaşıyor; bu da veri hareketini azaltıp hattın tamamında verimliliği artırıyor. Tasarımla birlikte üç sinirsel teknik geliyor:

• Neural Super Sampling (NSS), düşük çözünürlüklü bir render'dan zamansal veriyi ve entegre anti-aliasing ile birleştirerek daha yüksek çözünürlüklü bir görüntü yeniden yapılandırıyor; böylece GPU aynı nihai kalite için daha az geleneksel render yapıyor.
• Neural Frame Rate Upscaling (NFRU), hareket, derinlik ve render edilmiş kare verilerinden ara kareler üreterek kare hızını yükseltiyor ve oyun akıcılığını artırıyor.
• Neural Super Sampling and Denoising (NSSD), karmaşık aydınlatma ve gölgelere sahip zorlu ray tracing sahneleri için sinirsel upscaling'i gürültü giderme ile birleştiriyor.

Hattı pratikte göstermek için Arm, İngiltere merkezli Sumo Digital stüdyosuyla birlikte Neural Dawn adlı bir tanıtım oyunu geliştirdi. Arm, NFRU ve NSSD'nin birleşiminin doğal render'a kıyasla yüzde 70'e varan oranda daha az harici bellek trafiği ve 4 kata kadar daha yüksek performans verimliliği sağladığını bildiriyor — şirket bu kazanımların, Unreal Engine MegaLights gibi teknikleri mobil cihazlarda pratik hale getirecek kadar büyük olduğunu söylüyor.

Yeni bir yürütme motoru ve üçüncü nesil ray tracing

Sinirsel donanımın yanı sıra Arm, yürütme motorunu da (execution engine) baştan tasarladı ve bunu yedi nesildir en büyük Mali komut seti mimarisi yükseltmesi olarak nitelendiriyor. Motor, warp başına iki katına varan register sayısı sunuyor ve shader'lara kare hızını korurken daha zorlu sahneler için ekstra hareket alanı sağlıyor. Arm'a göre yalnızca mimari değişiklikler, önceki nesle kıyasla kıyaslamalarda yüzde 24'e varan daha yüksek performans ve yapay zekâ kullanılmayan oyunlarda yüzde 14 daha yüksek performans sağlıyor; yeni donanımın NFRU ile birleşimi ise 120 FPS'ye varan oyun deneyimlerini destekliyor.

Ray tracing bu tasarımda üçüncü nesline ulaşıyor ve daha karmaşık aydınlatma, gölge, yansıma ve geometriyi destekliyor. Arm, öne çıkan ray tracing kıyaslamalarında DRAM trafiğinde yüzde 13'e varan düşüş sağladığını iddia ediyor. GPU ayrıca yaprak dokusu ve katmanlı kumaşlar gibi karmaşık şeffaf geometriyi işlemek için kullanılan bir teknik olan Opacity Micromaps için donanım desteği ekliyor; Arm'ın yaptığı bir demoda bu özelliğin etkinleştirilmesi kare hızlarını yüzde 30 artırmış ve ray tracing iş yükünü yüzde 70'e varan oranda azaltmış.

Geliştiricilerin bunu gerçekten kullanabilmesi için araçlar

Arm, bu donanım lansmanından iki yıl önce yazılım ekosistemini hazırlamaya başladığını, içerik geliştiricilerine, araç üreticilerine ve motor sağlayıcılarına Arm Neural Technology ve açık bir geliştirme kiti üzerinden erken erişim verdiğini söylüyor. Şu anda kullanılabilen Arm Neural Graphics Development Kit; NSS ve NFRU'yu, Vulkan için makine öğrenmesi uzantılarını, Unreal Engine dahil önde gelen oyun motorları için plug-in'leri, özel motorlar için bir SDK'yı ve ayrıca profil çıkarma, eğitim ve model optimizasyonu araçlarını içeriyor. Beyan edilen hedef, stüdyoların özel araştırma altyapısı kurmadan veya mevcut iş akışlarını terk etmeden deneyden üretime giden bir yol sunmak.

Tencent Games ve Unity China, bu teknikleri tanıdık geliştirme araçlarına taşıyan ortaklar olarak gösteriliyor. Where Winds Meet'in motor lideri Keli Zhou, stüdyonun Arm Neural Technology'yi Messiah motoruna entegre ettiğini ve oyunun "oyunculara Arm Neural Technology'yi ulaştıran ilk oyunlar arasında olacağını, bunun da motor düzeyinde entegrasyondan gerçek dünyada kullanıma önemli bir adım teşkil edeceğini" söyledi.

Neden önemli

Arm'a göre bugüne dek 14 milyardan fazla Mali GPU sevkedildi; dolayısıyla buradaki mimari değişiklikler muazzam hacimli Android sınıfı cihazlara ulaşma eğiliminde. Bu yaklaşım, NVIDIA ve Intel'in masaüstü GPU'larında zaten standart hale gelmiş yapay zekâ upscaling kaymasını yansıtıyor; ancak mobilde kısıt daha sert: sınırlayıcı faktör ham işleme gücü değil verimlilik ve Arm, yapay zekâ tarafından üretilmiş piksellerin render edilmiş piksellerden daha ucuz olduğuna bahis oynuyor.

Akılda tutulması gereken iki uyarı var. Tüm performans rakamları Arm'ın kendi kıyaslamalarından ve demolarından geliyor ve duyuru, G2-Ultra NX taşıyan ilk cihazların tüketicilere ne zaman ulaşacağını söylemiyor. Bağımsız rakamlar ancak yongalar sevkedildiğinde ortaya çıkacak — ancak iddialar kısmen bile doğru çıkarsa, sinirsel render bir masaüstü lüksünden mobil bir standarta dönüşecek.