AMD Mantle: a API gráfica que aproveita ao máximo os GDCs

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A AMD acredita que o termo GPU (Graphics Processing Unit) tornou-se algo obsoleto, uma vez que estes não só executam as tarefas gráficas e são compostos de várias unidades de cálculos como o UVD (decodificação de vídeo acelerada por hardware), VCE (codificação de vídeo acelerada por hardware), TrueAudio (efeitos de áudio acelerado via hardware), entre outros, que são considerados pela AMD como processadores heterogêneos e agora chamados GCD (General Compute Device).

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Nos últimos dois meses, a AMD revelou alguns detalhes sobre sua API gráfica Mantle, mas durante o evento APU 13, que finalmente foi revelado detalhes mais a fundo desta interessante e nova API gráfica .

Mantle é uma fina camada de abstração que permite segmentar "threads" de processamento a cada uma das unidades de calculo presentes no computador (núcleos da CPU, núcleos gráficos "shader processors" e unidades dedicadas), cada um deles com acesso direto a memória (DMA) do sistema e gráfica, eliminando as restrições de desempenho e controle de recursos de APIs gráficas atuais como DirectX e OpenGL.

O modelo baseado em tarefas (multi-threaded) do Mantle (o modelo de série ao contrário de outros APIs gráficas), permitindo que a CPU se torne uma unidade paralela que beneficie o desempenho gráfico (adeus ao gargalo causado pelo processamento serial da GPU ou mono-threaded), ajudando a espremer todo o potencial da GPU ou de múltiplas-GPUs simétricas (CrossFireX) ou assimétrica (Hybrid CrossFireX), além de ajudar a proporcionar uma baixa latência.

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Dada a sua abordagem baseada em tarefas, Mantle permite aos desenvolvedores uma maneira fácil de atingir o desempenho alvo planejado para as suas aplicações, economizando o tempo consumido para otimizar seus títulos para as "imprevisíveis" APIs gráficas atuais (DirectX e OpenGL), o que a AMD considera não ter conseguido manter o ritmo evolutivo do atual hardware gráfico.

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Com o hardware gráfico atual (Radeon R9 290x) Mantle permite até 100000 (100K) ligações gráficas sem se tornar saturada, número muito superior ao DirectX, API que está saturada para lidar com cerca de 15.000 ligações gráficas (solicitações de desenho simultâneo).

A Oxide Games garante que seu motor Nitrous (em modo DirectX) é capaz de exibir 1000 personagens/veículos (P/V) simultaneamente na tela e cada um deles com seus respectivos efeitos (15000 ligações gráficas), com uma latência de 99 milissegundos (ms) usando um processador Intel Core i7- 4770K "Haswell -DT" (4 núcleos/8 threads de processamento), o desempenho não se viu afetado mesmo se forçado a usar cinco linhas de processamento. Em modo Mantle, Nitrous é capaz de replicar o cenário acima (mesmo sem otimizar a GPU) com uma latência de apenas 5 ms .

Aumentar o número de ligações gráficas, a Oxide em modo Mantle consegue os seguintes resultados utilizando um microprocessador AMD FX- 8350 "Vishera" :

1. 30000 ligações gráficas (2000 P/V), com uma latência de 8 ms.
2. 100000 ligações gráficas (5000 P/V), com uma latência de 25 ms.

A Oxide também realizou testes com o Intel Core i7- 4770K "Haswell -DT", obtendo os mesmos resultados mencionados, que inclusive se mantiveram underclockeando ao microprocessador AMD FX- 8350 "Vishera" 2.0 GHz, configuração que eles afirmaram não apresentar qualquer gargalo, para uma GPU high-end como a Radeon 290x R9 "Hawaii XT" .

Oxide afirma que o desempenho do jogo Starswarm (baseado na Oxide) é 3 vezes superior com o Mantle (em comparação com o DirectX), em situações em que estaria limitado pela CPU, graças à administração eficiente de múltiplos threads de processamento do microprocessador, fator que irá beneficiar os usuários com microprocessadores capazes de executar 4, 6 ou mais threads de processamento simultâneo. Fator que, sem dúvida, mudará a perspectiva de muitos usuários de microprocessadores.

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É esperado que o Mantle se mantenha a par com a evolução do hardware gráfico, por se esperar que seja capaz de executar 350.000 ligações gráficas simultâneas para 2018, um aumento de 250% em relação as 100 mil ligações gráficas mostradas.

Desde o seu design moderno, Mantle é capaz de aproveitar o hardware atual e futuro (CPUs, APUs/SoCs e GPUs/GCDs), oferecendo suporte nativo e ideal a muitas tecnologias atuais:

Mantle suporta até 12 threads de processamento (será que a AMD planeja futuros CPUs FX compostos de seis módulos?), fazendo um uso melhor da capacidade multithreading dos microprocessadores atuais.

Mantle otimiza o uso de GPUs modernas, mesmo em configurações multi-GPU (CrossFireX), embora estas sejam assimétricas, o que permite combinar o poder gráfico de diferentes GPUs com configurações diferentes (e até mesmo combiná-los com APUs/SoCs), sem as restrições de APIs como DirectX/OpenGL (as que não exploraram adequadamente mais de 2 ou 3 GPUs homogêneas).

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AMD afirma que o Mantle será uma API padrão da indústria, porque não está ligada à arquitetura AMD Graphics Core Next, tornando-se uma API eficiente para qualquer GPU moderna, isto inclui GPUs de outros fabricantes que desejarem adotar a API, a Oxide mencionou que o Mantle também poderia funcionar muito bem na arquitetura Kepler da Nvidia.

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Em uma entrevista, a AMD adiantou que o Mantle não seria uma API exclusiva para o Windows, com isso, a AMD também tem a intenção de trazer para outras plataformas como Google Android, Apple Mac OS X e Linux, dentro desse último, inclui Valve SteamOS (sistema operacional das Steam Machines).

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Via: Evento AMD APU 13