Arm presenta una plataforma para smartphones con IA y generación de fotogramas

Arm presentó CSS for Mobile 2, una nueva plataforma para chips móviles de gama alta que integra núcleos de procesador C2-Ultra y C2-Pro, GPU Mali G2-Ultra NX, el interconexión del sistema SI L2, software e herramientas para desarrolladores.

El enfoque principal está en la inteligencia artificial local y el procesamiento de gráficos mediante redes neuronales, lo que permite mejorar la calidad de la imagen y la tasa de cuadros sin un aumento comparable de la carga computacional.

Nueva gráfica

Mali G2-Ultra NX se ha convertido en el GPU de gama alta de Arm y, según la definición de la empresa, es el primer procesador gráfico AI-native de la familia Mali. Los aceleradores neuronales están integrados directamente en los núcleos de sombreado, por lo que el procesamiento de IA forma parte del pipeline gráfico.

Sin embargo, Arm no se limitó a añadir bloques neuronales. En la versión GPU se ha rediseñado el mecanismo de ejecución; la empresa lo califica como el mayor cambio en la arquitectura del conjunto de instrucciones Mali en siete generaciones. Ahora hay hasta el doble de registros disponibles por warp, lo que proporciona más recursos a los shaders complejos para su ejecución.

Según los resultados de las pruebas, Arm indica que Mali G2-Ultra NX muestra un rendimiento hasta un 24 % superior en benchmarks en comparación con la generación anterior. En juegos sin el uso de tecnologías de redes neuronales, el incremento alcanza el 14 %.

Imágenes de IA

La característica principal del nuevo GPU se revela al utilizar algoritmos de redes neuronales. Arm ha preparado tres tecnologías para diferentes etapas de formación de la imagen. Neural Super Sampling (NSS) restaura una imagen de alta resolución a partir de un fotograma original con menor resolución. Neural Frame Rate Upscaling (NFRU) genera fotogramas intermedios, aumentando la frecuencia de visualización final. Neural Super Sampling and Denoising (NSSD) combina el escalado neuronal y la reducción de ruido en escenas con trazado de rayos.

En el juego de demostración Neural Dawn, el uso simultáneo de NFRU y NSSD permitió aumentar la eficiencia hasta cuatro veces en comparación con el renderizado nativo. El volumen de intercambio de datos con la memoria externa se redujo en un 70%.

Uno de los escenarios de funcionamiento de NFRU es la conversión del renderizado de 30 cuadros/s a 60 cuadros/s mediante la generación de cuadros intermedios. Arm también considera esta tecnología como una forma de acercarse a los 120 cuadros/s en juegos móviles sin necesidad de calcular cada cuadro de manera tradicional.

Rastreo de rayos

Las capacidades de GPU se han ampliado también en el ámbito del trazado de rayos por hardware. El Mali G2-Ultra NX incorpora una unidad Ray Tracing Unit de tercera generación y soporte hardware para Opacity Micromaps. Esta última tecnología está diseñada para procesar con mayor eficiencia geometrías transparentes complejas, como follaje, tejidos y superficies multicapa.

En una de las pruebas, el uso de Opacity Micromaps en Arm aumentó la frecuencia de cuadros un 30% y redujo la carga computacional del trazado de rayos hasta un 70%. La nueva arquitectura GPU también disminuye el volumen de accesos a DRAM en pruebas de trazado de rayos hasta un 13%.

IA local más rápida

CSS for Mobile 2 incluye no solo el nuevo GPU. El clúster de CPU integra C2-Ultra y C2-Pro: el primero está diseñado para máximo rendimiento monohilo, mientras que el segundo busca un equilibrio entre velocidad y eficiencia. En comparación con la generación anterior, Arm anuncia hasta un 15 % de mejora en rendimiento monohilo y hasta un 12 % en rendimiento multihilo. La compañía también señala una navegación web un 15 % más rápida y una reducción del 12 % en el tiempo de inicio de las aplicaciones.

Para tareas de IA locales, se han ampliado las capacidades de SME2. En la configuración de referencia de gama alta se utilizan dos C2-Ultra, seis C2-Pro y dos bloques SME2. En comparación con la generación anterior, el número de bloques SME2 se ha duplicado.

En las pruebas, este clúster de CPU de Arm logró hasta un 1,7 veces más de rendimiento en los modelos de IA seleccionados. En un escenario completo que incluye reconocimiento de voz, búsqueda de información, razonamiento, lanzamiento de aplicaciones y navegación web, C2-Ultra con dos bloques SME2 completó la tarea un 24 % más rápido que el sistema de la generación anterior.

Primeros dispositivos

CSS for Mobile 2 está diseñada para fabricantes de SoC móviles e incluye no solo núcleos de procesamiento, sino también el interconexión del sistema SI L2, software y herramientas para desarrolladores. La plataforma coordina la operación de CPU, GPU y otros bloques de procesamiento, mientras que sus componentes individuales los fabricantes pueden utilizar de forma independiente o combinarlos con sus propios desarrollos.

El primer dispositivo en serie con la nueva arquitectura gráfica fue el Xiaomi 18 Fold, presentado en China con el chip propietario Xring O3 y GPU Mali G2-Ultra NX. La misma plataforma se utiliza en la tableta Xiaomi Pad 9 Pro Max. Se espera que el uso más generalizado de Mali G2-Ultra NX en smartphones y dispositivos con pantallas grandes llegue en 2027.