LG H13 (PowerVR 시리즈6 탑재)과 OpenGL ES 3.0 시연.

과거에도 LG의 AP가 있었습니다.
스마트 TV에 들어간 것으로 알려져있는 L9 (Cortex-A9 1GHz 듀얼코어, Mali-400MP4)
CES2013 의 이매지네이션 부스에서 LG의 PowerVR 시리즈6 탑재 SoC가 확인되었습니다.

LG H13
스마트 TV용이며 PowerVR 시리즈6 탑재. (H가 Home entertainment를 의미한다고 함.)
이매지네이션에서 PowerVR 시리즈6 을 탑재한 최초의 SoC로 언급했습니다.
(http://withimagination.imgtec.com/index.php/powervr/the-next-generation-smart-tv-from-lg-premieres-at-ces-2013-shows-off-powervr-series6-rogue-graphics)

(http://www.anandtech.com/show/6644/imagination-demonstrates-powervr-series-6-rogue-on-lgs-h13-soc)


패키지에 LG 로고와 함께 LG electronics 라고 마킹되어있지요.

GPU는 2클러스터를 갖고 있다고 합니다.
G6200 이거나 G6230 인듯.
PowerVR 시리즈6 에 대한건 이전 포스트 참고. (이매지네이션 PowerVR 시리즈6 (Rogue))
클럭은 불확실하지만 옆에서 같이 시연하고 있던 4클러스터 FPGA타입 (PC 안에 있는 것)에 비해 빠른 것으로보아 상당한 성능인듯.
(FPGA타입의 메모리 대역폭, 클럭이 심하게 낮기때문일수도 있습니다.)

CPU는 불명.

(2011년 4월에 Cortex-A9, A15, Mali 등 라이센스.)

 

(아난드텍 출처 동영상. FPGA타입보다 LG H13 쪽이 더 프레임이 높은걸 확인할 수 있습니다.)

(H13을 사용한 스마트 TV??)


1080p 영상 4개를 사용한 4K 재생 시연.



  
(Volumetric Lighting 시연.)


너무 짧으니 이매지네이션의 OpenGL ES 3.0 시연 동영상에 대해 다뤄보겠습니다.

OpenGL ES 3.0 시연은 2012년 11월에도 있었습니다.
시연용 카드도 같은 것이지요.

 
(2012년 11월에 일본에서 있었던 시연.)
API 동작 확인을 목적으로한 프로토 타입 카드이기때문에 성능은 실제 성능의 1/10 정도라고 합니다.
PCI Express x4 에 연결되어있습니다.
(이하 동영상 출처 : http://www.4gamer.net/games/144/G014402/20121118001/)


(1) Instanced Rendering & Transform Feedback

 



362장의 낙엽이 바람에 흩날리는 데모입니다.
낙엽 1장의 폴리곤 수는 약 100 정도.
회오리 바람의 힘이 존재하고 362장의 잎이 바람의 영향으로 날립니다.
잎을 그리는데 GPU는 1장의 형상만을 전송하고, 362장의 애니메이션 매개변수만 업데이트하면서 모든 잎을 그립니다.

미리 전송해놓은 하나의 형상 데이터를 여러 매개변수에 따라 복수(여러 개)를 동시에 그리는 것이
OpenGL ES 3.0 의 새로운 기능인 Instanced Rendering 입니다.
동일 형상의 모델을 여러 개 그릴 때에 국한되지만, 지오메트리 전송 및 이미지 호출을 줄일 수 있습니다.

바람의 영향이나 지면의 충돌 판정 등 물리 시뮬레이션에 의해 업데이트된 각 잎의 매개변수는 렌더링 파이프 라인의 최초부분으로 피드백되서 물리 시뮬레이션 처리에 다시 이용됩니다.
버텍스(정점) 스테이지의 처리 결과를 버텍스 버퍼 오브젝트(Vertex Buffer Object, VBO)에 저장하는 것이
OpenGL ES 3.0 의 새로운 기능인 Transform Feedback 입니다.


(2) Deferred Shading with MRTs





OpenGL ES 3.0 은 렌더링 경로에서 최소한 4개의 버퍼에 출력할 수 있게하는 멀티 렌더 타겟(Multi Render Target, MRT)을 표준 사양에 포함하고 있습니다.

Deferred Shading은 MRT를 이용하여 렌더링에 필요한 중간 매개 변수들을 화면 좌표계에서 여러 개의 버퍼에 출력하고,  이 버퍼의 내용을 참조하면서 라이팅(lighting, 밝기)과 쉐이딩(shading, 음영)을 하는 렌더링 기법입니다.
라이팅과 쉐이딩을 지연시켜 백엔드에서 처리하기때문에 Deferred라고 하는 것.

Deferred Shading의 최대 장점은 동적 광원을 무제한으로 둘 수 있다는 것입니다.
데모에서 반딧불이(fireflies)가 동적 광원입니다.
데모 화면 하단의 4개 창이 있는데, 이것이 MRT에 의해 출력된 중간 매개 변수의 버퍼 내용입니다.
왼쪽부터 프레임(장면 텍스처), 법선 정보, Depth, 알베도(albedo, 반사율)
4개의 중간 출력이 이루어지고 있다는걸 확인할 수 있습니다.

영상의 1분 이후는 같은 장면을 Light Indexed Deferred Lighting 으로 렌더링한겁니다.

Light Indexed Deferred Lighting은 Forward+ 라고도하는 렌더링 기법입니다.
화면을 여러 개의 타일로 분할하고, 화면에 배치된 무수한 광원이 어떤 타일의 라이팅과 쉐이딩에 관련되었는지 사전에 조사하여 광원목록화 합니다.
그 다음에 각 타일이 라이팅과 쉐이딩 때 해당 타일에 영향을 끼치는 광원이 있는지 여부를 광원 목록을 참조해가면서 렌더링합니다.
Forward+ 의 장점은 MRT처럼 중간 매개 변수를 생성하지 않고도 Deferred Shading처럼 동적 광원을 무제한으로 배치할 수 있다는겁니다.
또한 Deferred Shading가 특수한 렌더링 기법이어서 안티 앨리어싱(anti aliasing) 적용이 어려웠던데 반해

Forward+는 아무 문제없이 사용할 수 있습니다.
Forward+는 차세대 렌더링 기법으로 연구 개발이 진행되고 있고, 최근 AMD가 HD7000 시리즈(Southern Island)용 데모를 공개하기도 했습니다.


(3) Instanced Rendering and MRT

 



화면 왼쪽 아래에 MRT에 의해 출력된 두 버퍼 내용이 보입니다.
왼쪽은 보통의 렌더링 결과이고, 오른족은 특수효과(Bloom effect)를 사용한 일루미네이션 렌더링 결과입니다.
최종 프레임은 두 결과를 합성한 것입니다.
이렇게 하는 것은 발광물에서 빛이 넘쳐나오는 표현을 하기위한 것이라고 합니다.
화면에 1000개 이상의 빌딩이 있지만, 건물의 종류는 수 개(10개 미만이라는거.)로 Instanced Rendering에 의해 그려졌습니다.


(4) 8x MSAA, Displacement Mapping





약 300만 개의 폴리곤으로 표현된 베네치아 풍 거리를 방황하는 데모.
PowerVR 시리즈6 은 최대 8x MSAA를 지원하는데 이 효과를 보여주는 데모입니다.
PowerVR 시리즈5는 안티 엘리어싱을 활성화하면 성능 저하가 컸지만, PowerVR 시리즈6 은 크게 개선되었다고 합니다.

수면을 보면 지오메트리 레벨에서 위아래로 움직이는 물결 효과를 볼 수 있는데, Displacement Mapping에 의한 것이라고 합니다.
텍셀레이션 스테이지를 활용한 것이 아니라 사전에 분할해놓은 수면에 대해 변위량을 기재한 텍스처로 각각의 버텍스를 연동시킨 것입니다.
Vertex Texture Fetching 이라는 것.


(5) Face Morphing and Skinning



그렘린의 열굴을 애니메이션하는 데모.
표준 상태의 표정에서 변화 후 표정으로 모핑할 때, 얼굴 전체의 정점에 버텍스 블렌딩(Vertex Blending)을
실행하면 메모리 대역폭의 소비가 커집니다.
특정 시점의 애니메이션 결과를 렌더링 파이프 라인의 처음으로 피드백해서
'그 표정 상태에서 움직이는 정점'만을 업데이트하도록 한 것입니다.
매우 직접적이고 간단한 Transform Feedback 기능 데모.

 

- 2013. 12. 08. 사양 추정 추가.

루머로는 전작(L9) 대비 성능이 CPU 2.2배, GPU 4배라고 합니다.
이 수치대로면 CPU는 Cortex-A9 쿼드코어 1.1GHz 혹은 Cortex-A15 듀얼코어 1.6GHz 입니다.
GPU 세대를 생각하면 Cortex-A15 일듯 합니다.
GPU 성능이 4배가 맞느냐를 확인해보면,
GLBenchmark 2.7 T-Rex offscreen 기준으로 Mali-400MP4 400MHz가 3.7 fps
4배면 14.8 fps 입니다.

참고가 될만한 것이 G6200이 탑재된 MT8135 입니다.
(http://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx27&D=Alps+mt8135_mg2w_a2+%28PowerVR+Rogue+Han%29&testgroup=lowlevel)
MT8135 - 14.5 fps
49 Mtri/s
1742 MTex/s

테스트 결과와 안드로이드에서의 로우레벨 효율을 고려해보면 GPU 클럭은 620MHz 정도로 보입니다.
14.5 fps로 Mali-400MP4 400MHz의 4배인 14.8 fps과 거의 같은 결과입니다.
MT8135와 GPU 사양은 동일하다고 볼 수 있겠네요.

Cortex-A15 듀얼코어 1.6GHz
PowerVR G6200 620MHz ~ 650MHz