SoC traz Ray Tracing para smartphones

O que você vai aprender

  • Conteúdo do MediaTek Dimensity 9200.
  • Por que este novo SoC é tão importante.

Com MediaTek Dimensity 9200, que contém quase tudo, exceto a pia da cozinha, você pode ver tudo em monitores 3D ray-traced graças à sua GPU Immortalis-G715 (Figura 1). Ele precisa do processo de transistor de 4nm de segunda geração da TSMC para manter o chip em um tamanho gerenciável enquanto reduz a energia, enquanto fornece uma plataforma móvel de alto desempenho.

Projetar um SoC é um ato de equilíbrio para simplificar os requisitos externos sem fornecer muito suporte que possa ser subutilizado. Isso é evidenciado nos núcleos de processador do Dimensity 9200, que incluem um Arm Cortex-X3 de 64 bits e 3,05 GHz de alto desempenho, três Cortex-A715s e quatro Cortex-A510s de baixo consumo. Os núcleos suportam a arquitetura Armv9 de segunda geração da Arm. A combinação de núcleos permite que o sistema alterne entre operação de baixo consumo de energia e alto desempenho enquanto equilibra dinamicamente esses requisitos.

Esses núcleos compartilham um cache L3 de 8 MB e um cache de todo o sistema de 6 MB. Discutiremos alguns dos outros recursos, como a aceleração de aprendizado de máquina (ML) fornecida pela unidade de processamento de inteligência artificial (APU 690), suporte a ray tracing fornecido pela GPU Immortalis-G715 e suporte RGBW no Processador de sinal de imagem Imagiq 890 (ISP ) (Figura 2).

O chip inclui suporte LPDDR5X de até 8533 Mb/s. O padrão de interface JEDEC Universal Flash Storage (UFS) 4.0 especifica velocidades de transferência de até 23,2 Gb/s/via. Além disso, o sistema UFS pode lidar com filas multicirculares (MCQ).

A comunicação sem fio faz parte do mix deste SoC. Está pronto para Wi-Fi 7, o que é mais voltado para o futuro, pois a escassez de pontos de acesso Wi-Fi 7 será resolvida em um futuro próximo. O Wi-Fi 6 (802.11ax) é o player dominante no momento. O novo 802.11be dobrará a largura de banda e usará fluxos espaciais maiores que o 802.11ax, com uma taxa de transferência máxima teórica de 46 Gb/s. O Wi-Fi 7 suporta um tamanho máximo de canal de 320 MHz e esquemas de modulação de até 4096 QAM com acesso múltiplo por divisão de frequência ortoganol (OFDMA) aprimorado.

O suporte 5G no chip inclui onda milimétrica (mmWave) e sub-6 GHz. Ele usa beamforming inteligente para oferecer um desempenho 25% melhor do que as abordagens convencionais de beamforming. O sistema deve fornecer desempenho máximo de 7,9 Gb/s. Claro que há suporte para Bluetooth 5.3, bem como Áudio LE Bluetooth e Auracast.

Os LEDs RGBW (vermelho, verde, azul e branco) foram implementados em aplicações de iluminação há algum tempo; eles oferecem apresentação de cores flexível, bem como branco nítido quando necessário. Isso também pode ser feito com monitores que suportam RGBW, mas requer controladores de exibição que possam lidar com a transformação de RGB normalmente usado internamente por aplicativos em algo que o hardware possa fornecer. O Imagiq 890 ISP lida com esta tarefa, bem como outras tarefas de processamento de imagem (Fig.3).

O ISP tem mais truques, incluindo a capacidade de aproveitar o 690 APU ao processar fluxos de vídeo duplos (Fig.4). Um fluxo é usado como uma visualização; O suporte de IA usa o outro para ajustar a exposição em cada quadro. A ideia é usar ambos para entregar fotos nítidas sem desfoque, o que não é possível com câmeras convencionais e processamento de imagem.

O suporte ao rastreamento de raios da GPU será uma benção para os jogadores e pode ter implicações para a realidade aumentada e virtual (AR/VR) no futuro. O rastreamento de raios foi impulsionado por sistemas de PC e console, onde adicionar GPUs mais capazes para lidar com essa funcionalidade não é tão limitado por espaço e energia quanto em dispositivos móveis. Ainda assim, com o hardware certo, como a GPU da MediaTek, é possível fazer ray tracing em tempo real sem estourar o orçamento de energia.

O rastreamento de raios essencialmente rastreia a luz por meio de reflexões e refrações, dependendo do ambiente virtual apresentado. As reflexões tendem a ser a diferença óbvia ao apresentar o traçado de raios (Fig.5). A alternativa são fundos planos e imutáveis ​​do ponto de vista da iluminação.

As coisas são um pouco mais sutis, mas ainda perceptíveis quando a oclusão ambiente entra em ação (Fig.6). É uma diferença clara, mas tendemos a preencher os espaços em branco ao visualizar imagens. Quando apontadas, podemos identificar as diferenças e notar que a sensação geral da imagem é melhor quando essas oclusões nos são apresentadas através de uma GPU ray-traced.

Sombras suaves são outro efeito disponível com suporte ao traçado de raios (Fig.7). Para muitos, isso pode ser mais óbvio do que oclusões ambientais. No entanto, ainda é uma mudança sutil que fornece uma renderização mais precisa de uma cena. Esse e outros recursos de ray tracing criam apresentações mais realistas, dificultando a diferenciação entre um ambiente virtual e o mundo real.

A MediaTek incluiu várias melhorias importantes em seu SoC, muitas das quais são melhorias incrementais que se manifestaram em padrões e pesquisas. Por exemplo, a APU fornece suporte de precisão mista com FP16 e pesos inteiros que fornecem resultados mais precisos mais rapidamente usando menos energia.

A MediaTek é uma das muitas empresas voltadas para o mercado móvel. Podemos esperar configurações semelhantes da concorrência, mas esta empresa estabeleceu um padrão alto.