Qualcomms Adreno Neural Fusion: KI-Upscaling zieht direkt in die Smartphone-GPU ein

Qualcomm verlagert KI-gestütztes Rendering dorthin, wo die Grafikdaten ohnehin verarbeitet werden: direkt in die Adreno-GPU. Statt Bildrekonstruktion als getrennte Aufgabe außerhalb der Grafikkette abzuwickeln, erhält jede der drei GPU-Slices einen dedizierten Adreno Matrix Core. Damit sollen KI-Super-Resolution und Frame Generation in Mobilspielen schneller und mit geringerem Energieaufwand laufen. 14

Drei GPU-Slices, drei Matrix Cores

Die kommende Adreno-Architektur besteht aus drei GPU-Slices; jeder davon ist mit einem eigenen Matrix Core gekoppelt. Dabei handelt es sich um spezialisierte Recheneinheiten für KI-Modelle, die unmittelbar innerhalb der Grafik-Pipeline arbeiten sollen. 24

Das ist vor allem für Verfahren relevant, die auf Daten aus dem Rendering zugreifen: gerenderte Bilder, Bewegungsinformationen, Kacheldaten und Zwischenergebnisse. Wenn diese Daten die GPU nicht erst zu einem getrennten Rechenblock verlassen müssen, können Übertragungen und Abstimmungen zwischen Einheiten entfallen. Qualcomm zufolge sinken dadurch Latenz und Energie-Overhead. 13

Was Neural Fusion leisten soll

Adreno Neural Fusion nennt Qualcomm den gemeinsamen Rendering-Ablauf aus:

• neuronaler Verarbeitung,
• KI-Super-Resolution und
• Frame Generation. 1

Praktisch kann ein Spiel etwa intern mit einer niedrigeren Auflösung rendern und ein KI-Modell das Endbild rekonstruieren lassen. Bei der Frame Generation werden zusätzliche Zwischenbilder aus Informationen bereits gerenderter Frames erzeugt. Beides soll eine höhere wahrgenommene Detailstufe und flüssigere Bewegungen ermöglichen, ohne dass jedes Pixel und jeder Frame vollständig konventionell berechnet werden muss.

Qualcomm verspricht schärfere, stabilere Bilder sowie weniger typische Artefakte wie Flimmern, Shimmering und Ghosting. Das sind Herstellerangaben: Wie gut Bildqualität und Eingabelatenz in einzelnen Spielen tatsächlich ausfallen, hängt von der jeweiligen Umsetzung ab und muss erst durch unabhängige Tests bestätigt werden. 113

Warum 18 MB Adreno HPM wichtig sind

Zusätzlich integriert Qualcomm 18 MB Adreno High Performance Memory (HPM). Dieser besonders latenzarme, GPU-nahe Speicher soll Grafikdaten wie Tile-Rendering-Daten, Framebuffer und Compute-Workloads möglichst lokal halten. 14

Muss die GPU solche Daten seltener im Arbeitsspeicher des Smartphones abrufen, kann das Speicherbandbreite, Verzögerungen und Energieverbrauch reduzieren – besonders bei Bildverarbeitung, die wiederholt auf Zwischenresultate zugreift. Berichten zufolge erreicht die Drei-Slice-GPU bis zu 1,45 GHz statt 1,2 GHz beim Vorgängerdesign; zugleich ist von rund 12 % besserer Energieeffizienz die Rede. 25

Die Energieversprechen richtig einordnen

Für passende KI-Rendering-Szenarien wirbt Qualcomm mit bis zu 40 % geringerem GPU-Stromverbrauch gegenüber der vorherigen Lösung. 13 Das ist jedoch keine allgemeine Zusage für 40 % längere Akkulaufzeit in jedem Spiel.

Entscheidend sind unter anderem die Integration im Spiel, das verwendete KI-Modell, die Bildwiederholrate des Displays, die Kühlung des Smartphones sowie mögliche CPU-, GPU- oder Speicherengpässe. Bis Geräte im Handel und unterstützte Spiele unabhängig vermessen wurden, sind die Zahlen daher als Herstellerwerte und Architekturziele zu verstehen.

Unterstützung für Unity und Unreal Engine

Qualcomm nennt Unterstützung für Unity und Unreal Engine. 14 Eine Einbindung auf Engine-Ebene kann Studios die Integration erleichtern. Sie bedeutet aber nicht automatisch, dass jedes Spiel Neural Fusion nutzt – oder dass die Ergebnisse bei allen Titeln gleich ausfallen.

Teil einer größeren Snapdragon-Strategie

Die GPU-Ankündigung ergänzt Qualcomms Vorschau auf die nächste Oryon-CPU, die nach Unternehmensangaben bis zu 5 GHz erreichen soll. Hinzu kommt FlexCache: Diese Cache-Architektur erlaubt heterogenen CPU-Kernen den Zugriff auf einen dynamisch zugeteilten gemeinsamen Cache-Pool. Größere Arbeitsdatenmengen sollen dadurch im Cache bleiben, statt in den langsameren Arbeitsspeicher ausgelagert zu werden.

Zusammen zeichnen die Ankündigungen das Bild einer stärker aufgabenteiligen Plattform: Die GPU und ihre Matrix Cores übernehmen grafiknahe KI-Aufgaben, während CPU und Cache-System für allgemeine Reaktionsfähigkeit und wechselnde Lasten ausgelegt sind. Weitere Details zur Plattform, darunter Informationen zur Hexagon-NPU, wurden für den Snapdragon Summit vom 22. bis 24. September in Maui angekündigt. 11

Was noch offen ist

Die Architektur ist nun beschrieben, wichtige Fragen bleiben aber unbeantwortet:

• Welche finalen Snapdragon-Produkte die neue Adreno-GPU erhalten.
• Welche Spiele Neural Fusion tatsächlich unterstützen werden.
• Wie gut Super-Resolution und Frame Generation in unterschiedlichen Titeln funktionieren.
• Ob die Energieeinsparungen unter der dauerhaften thermischen Belastung eines Smartphones Bestand haben.
• Wie die KI-Aufgaben zwischen den GPU-lokalen Matrix Cores und anderen KI-Einheiten des SoC aufgeteilt werden.

Die Kernaussage ist klar: Qualcomm macht KI-Rendering zu einer nativen GPU-Funktion statt zu einem nachgelagerten Zusatz. Ob daraus in ausgelieferten Spielen sichtbar bessere Grafik, flüssigeres Gameplay und messbare Akkuvorteile werden, müssen Praxistests zeigen.