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GDC: L'architecture PowerVR Series 6 Rogue
Cartes Graphiques
Publié le Jeudi 4 Avril 2013 par Damien Triolet

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Dans une session dédiée à l'architecture PowerVR, Imagination a donné quelques détails sur l'architecture Series 6, nom de code Rogue, qui a été dévoilée il y a plus de deux ans et qui devrait très bientôt arriver dans différents SoC.


L'architecture PowerVR Series 5 est exploitée depuis de nombreuses années, par exemple dans les SoC Atom Intel ou dans l'A4 d'Apple. Elle a évolué il y a un peu plus de 3 ans pour passer en version Series 5XT avec le PowerVR SGX543 qui a doublé la puissance de calcul (elle passe de 8 à 16 MAD par cycle) et amélioré l'efficacité au niveau des débits de triangles et de pixels, notamment avec MSAA. Le support d'OpenCL a par ailleurs été introduit.

Par ailleurs, Imagination a introduit la possibilité d'avoir recours au multicore pour démulitplier la puissance des GPU PowerVR. L'ensemble du GPU SGX543 représente alors un core qui peut être dédoublé jusqu'à 8x, le tout étant piloté par un distributeur de tâche qui intègre un cache commun. Cette notion de core est donc ici assez proche d'un core CPU et n'a rien avoir avec la notion de core utilisée par Nvidia dans ses GPU, y compris Tegra. Comparer le GeForce ULP 72 cores du Tegra 4 au PowerVR SGX543MP4 "seulement 4 cores" est donc un non-sens, même si comme vous vous en doutez le côté commercial ne s'en prive pas.

Notez que le PowerVR SGX544 a ajouté le support de DirectX en niveau 9_3 alors que le PowerVR SGX554 a doublé une nouvelle fois la puissance de calcul qui passe à 32 MAD par cycle par core.

Avec l'architecture PowerVR Series 6, Imagination a dû faire face à la problématique de la consommation énergétique. Dédoubler les cores Series 5XT c'était "simple", mais les GPU finissaient alors par devenir trop gourmands. L'architecture a donc été revue pour devenir similaire à celle des GPU desktops modernes et pouvoir multiplier, à l'intérieur d'une structure fixe, des blocs (USC - Unified Shading Clusters) comprenant des unités de calcul et d'autres des unités de texturing. De quoi supprimer la redondance pour rendre le GPU plus compact et plus économe.


De nombreux petits raffinements ont été apportés à l'architecture, toujours dans le but de la rendre plus efficace. C'est le cas par exemple du passage à un fonctionnement perçu de type scalaire des unités de calcul (comme pour les GeForce 8+ et les Radeon HD 7000+) ou encore du support d'une compression lossless pour la géométrie et les pixels. Le support d'OpenGL 3.0 est complet et du côté DirectX on passe au niveau 10_0. Le support de DirectX 11_1 est par ailleurs possible, optionnellement, avec notamment l'ajout d'un tessellateur.

Parmi les détails, Imagination précise ceci :
- les unités de texturing ont gagné en performances lors d'accès dépendants
- le support de la basse précision lowp (FX10) a été abandonné, ne restent que le mediump (FP16) et le highp (FP32)
- les branchements dynamiques sont dorénavant traités par groupes de threads et peuvent être moins performants en cas de divergence, comme sur GPU desktop et contrairement aux Series 5
- lors de l'utilisation de MRT - Multiple Render Targets (écriture vers plusieurs buffers en une seule passe), il faut prendre garde à ne pas dépasser 128 bits par pixel, le maximum supporté pour profiter du buffer lié au tile rendering, ce qui se traduit grossièrement par "HDR + MSAA + MRT = pas bien"

Imagination prévoit actuellement 6 variantes, les PowerVR G6100, G6200 et G6400 ainsi que les PowerVR G6230, G6430 et G6630. D'après ce que communique Imagination, les G6x30 affichent des débits bruts similaires aux G6x00 mais avec quelques améliorations de l'architecture pour gagner en performances. S'il est possible que ces G6x30 soient compatibles avec le niveau 11_1 de DirectX, nous estimons plus probable que ce support ne soit prévu que pour une variante future.

Le second chiffre représente le nombre d'USC : 1 pour le G6100 jusqu'à 6 pour le G6630. Chaque paire d'USC, excepté pour le G6100 bien entendu, est associée à un bloc d'unités de texturing, mais Imagination ne précise pas le nombre d'unités de calcul (MAD) par USC. Il s'agira probablement de 32 unités de calcul par USC, avec, en terme de puissance brute et à fréquence égale, un G6100 qui serait équivalent à un SGX544MP2 et un G64x0 qui serait équivalent à un SGX554MP4.

Si ces GPU semblent prometteurs sur le papier, il faudra cependant patienter jusqu'à l'arrivée des premiers SoC qui les intégreront, et d'informations plus complètes, pour se faire une idée plus précise de leur niveau de performances.

Annoncé il y a plus de 2 ans, le Nova A9600 de ST-Ericsson devait être le premier SoC à intégrer un GPU PowerVR Series 6. Malheureusement le Nova A9600 a fait les frais du divorce entre STMicro et Ericsson.

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