Mali

Mali GPU — семейство графических процессоров от ARM.

Графическое ядро Mali было разработано норвежским подразделением компании ARM — ARM Norway (бывшая Falanx). В настоящее время линейка продуктов включает в себя целый ряд моделей: мультимедийные графические процессоры Mali-55, Mali-200, Mali-300, Mali-400, Mali-450, Mali-T604, Mali-T622, Mali-T624, Mali-T628, Mali-T658, Mali-T678, Mali-T720, Mali-T760, Mali-T820, Mali-T830, Mali-T860 и Mali-T880, а также графические процессоры для обработки видео Mali-V500, Mali-V550, контролеры дисплея Mali-DP500, Mali-DP550, новейшие мультимедийные графические процессоры Mali-G31, Mali-G51, Mali-G52, Mali-G71, Mali-G72, Mali-G76.

Технические детали

Mali-55

Mali-55 — это первый продукт в этой линейке и первая попытка компании ARM сделать собственный графический ускоритель. Mali-55 поддерживает стандарт OpenGL ES 1.1 и может обрабатывать до 1 млн треугольников в секунду, к тому же это самый маленький в мире графический чип, площадь кристалла — всего 1 мм². Первая модель, которая имеет графический чип Mali-55 — это LG Renoir, впрочем, графический чип в этом телефоне не может обрабатывать графику, а используется только для оптимизации интерфейса.

Mali-200

Mali-200 — следующий шаг компании ARM в разработке собственных графических ускорителей для мобильных устройств. По сравнению с Mali-55 двухсотая модель поддерживает OpenGL ES 2.0 и может обрабатывать до 16 миллионов треугольников в секунду при частоте графического чипа в 275 МГц. Двухсотая модель имеет один геометрический процессор и один пиксельный процессор, благодаря чему может обрабатывать 1 пиксель за такт, поэтому при частоте в 275 MHz графический чип может обработать 275 млн пикселей в секунду[1]. Графический чип Mali-200 представлен в двух версиях — LP и GP, которые различаются тактовой частотой. Занимаемая на кристалле площадь при производстве по 65 нм техпроцессу — 4,1 мм².

Mali-300

Mali-300 — это первый чип от ARM, которой может воспроизводить графику уровня Sony PSP. Mali-300 — это дальнейшее развитие архитектуры Mali-200, максимальная частота графического чипа была увеличена до 395 МГц, что позволило увеличить производительность до 30 миллионов треугольников в секунду. Mali-300 — это первое решение в линейке графических ускорителей Mali, который имеет собственную графическую память в 8 Кб.[2]

Mali-400

Mali-400 — это дальнейшее развитие архитектуры Mali-300. Mali-400 имеет такие же характеристики, как и Mali-300, но это модульное решение, которое может включать в себя до 4 графических ядер в отличие от Mali-55 и Mali-200/300 — исключительно одноядерных решений. Благодаря тому, что Mali-400 может быть многоядерным графическим чипом, площадь кристалла была увеличена до 4,7 мм², к тому же Mali-400 имеет увеличенную графическую память в 32-256 кб[3] (в зависимости от количества ядер) по сравнению с 300-й моделью, имевшей лишь 8 кб. 400 модель имеет 1 геометрический процессор и может иметь до 4 пиксельных процессоров. Как и двухсотая модель, Mali-400 обрабатывает только 1 пиксель за такт, но благодаря многоядерности и возможности иметь от 1 до 4 пиксельных процессоров производительность четырёхсотой модели может быть в 4 раза больше благодаря возможности обработки каждого пикселя каждым из 4 пиксельных процессоров, когда двухсотый и трёхсотых модели имеют только 1 такой процессор.[1][4]

Mali-450

Mali-450 — 8-ядерный Mali-400 с некоторыми улучшениями в области исполнения инструкций за такт.

Mali-T600

Mali-T604, Mali-T622, Mali-T624, Mali-T628, Mali-T658 и Mali-T678— это новейшие разработки от ARM. Первое поколение T600 (варианты T601, T604 и T658 (первое поколение)) было представлено ранее, а новое (Mali-T624, Mali-T628 и Mali-T678 (второе поколение)) — немного позже. Mali-T600 — это первая универсальная шейдерная архитектура ARM, поддерживающая стандарты OpenGL ES 1.1, OpenGL ES 2.0, OpenGL ES 3.0, DirectX 11 FL 9_3, DirectX 11, OpenCL 1.1 Full Profile и Google Renderscript Compute. Обещанная производительность старшей модели Mali-T658 (8 графических ядер) примерно в 4-5 раз превышает возможности Mali-400. Флагманские ускорители T600 второго поколения — T628 и T678 (на 2013 год). Оба они являются 8-ядерными чипами, а основное различие между ними (да и между любыми другими графическими и оптимизированными для вычислений GPU в целом решениями) лежит в структуре каждого шейдерного процессора. T628 обладает двумя ALU, одним LSU и одним текстурным блоком на шейдерный процессор, а в T658 число блоков ALU удвоено.

Mali-V500

Mali-V500 - это решение поддерживает кодирование/декодирование видео в разрешении Ultra HD (2160p) с частотой 120 кадров в секунду при наличии достаточного числа ядер (в одноядерном режиме Mali-V500 позволяет обрабатывать видео в разрешении 1080p при 60 кадрах в секунду). Как полагает ARM, V500 обеспечит смартфоны среднего класса возможностью в потоковом режиме кодировать и декодировать видео 4K. Компания отмечает, что блок видеообработки создаёт задержки менее 10 мс, что позволяет добиться высококачественной работы потоковых игр в беспроводном режиме через технологию Wi-Fi Miracast. Видеопроцессор Mali-V500 характеризуется высокой эффективностью и малой площадью. Он поддерживает разрешения до 4K и может использоваться в паре с контроллером дисплея Mali-DP500.

Mali-T700

Mali-T720 и Mali-T760. Mali-T720 является чипом среднего уровня и предлагается как преемник популярных Mali-400MP и Mali-450MP. А вот Mali-T760 является новым графическим флагманом компании ARM. Этот чип может похвастаться увеличенным на 400 % энергосбережением по сравнению с Mali-T604. В Mali-T720 могут использоваться до 8 ядер Cortex-A7, Cortex-A12 или 64-разрядный Cortex-A53. Этот чип может работать на максимальной частоте 600 МГц и имеет максимальную производительность 81,6 GLOPS и 4,8 Gpix/sec. Для сравнения, Mali-400, MP который является частью Exynos 4412, выдаёт результаты 19,2 GLOPS и 1,6 Gpix/sec.

При том, что в Mali-T720 увеличена производительность, ARM смогла уменьшить потребляемую энергию и сделать чип меньше в размерах. По словам ARM, в Mali-T720 уменьшено потребление энергии на 150 % в сравнении с предыдущими чипами компании. Производится Mali-T720 по 28-нм техпроцессу. Данный чип был оптимизирован для работы с Android, а также имеет поддержу OpenGL ES 3.0 и Renderscript.

А вот Mali-T760 имеет до 16 шейдерных ядер. В этом чипе на 400 % уменьшили потребление энергии в сравнении с Mali-T604.

При изготовлении Mali-T760 компания ARM прибегла к уменьшению пропускной способности, что минимизирует объем проходящих данных и тем самым уменьшает количество энергии, используемой GPU. Также в чипе используется "умное" сжатие данных при пересылке их по разным частям чипа. Помимо невероятной производительности, Mali-T760 поддерживает огромное количество программных интерфейсов:

  • Khronos, совместимый с OpenGL ES 3.1/3.0/2.0/1.1;
  • поддержка Microsoft Windows Direct3D 11.1;
  • полная поддержка OpenCL 1.1;
  • RenderScript/ FilterScript.

Mali-T760 имеет 16 шейдерных ядер, которые дают максимальную производительность в 326,4 GLOPS и 9,6 Gpix/sec. Это делает Mali-T760 самым быстрым в мире мобильным GPU (на 2014 год). Данный чип также является первым мобильным чипом, который имеет полную поддержку OpenCL.

На данный момент 84 различных компании пользуются лицензией Mali. Лицензии на чипы Mali-T720 и Mali-T760 уже были приобретены такими компаниями, как Samsung, LG, MediaTek и Rockchip.

Mali-T800

Mali-T820, T-830 и T-860. Чтобы идти в ногу со временем, компания ARM представила новую линейку мобильных графических процессоров Mali-T800, первые устройства на базе которых появятся уже в начале 2016 года. В линейку Mali-T800 входят три новых процессора: Mali-T820, T-830 и T-860. Mali-T820 предназначен для использования в доступных устройствах и обладает 40%-м приростом производительности в сравнении с Mali-T622. Mali-T830 на 55 % мощнее Mali-T622 и ориентирован на средний класс аппаратов. Mali-T860 является самым мощным процессором из всей линейки, и его энергоэффективность на 45 % выше, чем в Mali-T628. Все представители линейки Mali-T800 обладают поддержкой OpenGL ES 3.1, DirectX 11, OpenCL и RenderScript. В Mali-T820 и Mali-T830 используется по 4 шейдерных ядра, а в Mali-T860 их число составляет 16.

Также ARM представила новый графический процессор Mali-V550, который получил поддержку стандарта HEVC (High Efficiency Video Coding). Mali-V550 способен обрабатывать видео в разрешении 1080p (60 кадров в секунду) при использовании одного ядра и работать с 4K-видео при частоте 120 кадров в секунду с использованием всех 8 ядер. Также процессор способен одновременно заниматься кодированием и декодированием видео, что позволяет камере работать значительно быстрее. Кроме того, ARM рассказала про новый контроллер Mali-DP550, который поддерживает до семи слоёв при рендеринге изображений и обработку изображений в разрешении 4K.

Mali-T880

Mali-T880. Компания ARM представила новые 64-разрядные вычислительные ядра Cortex-A72 и новую графику Mali-T880. Также компания обновила межчиповый интерфейс/контроллер ("северный" мост) до версии CCI-500. Внедрение новых графических процессоров ожидается в течение 2016 года. В максимальной конфигурации блок Mali-T880 может состоять из 16 видеоядер. Для техпроцесса 16 нм тактовая частота ядер может достигать 850 МГц. Ядра поддерживают API OpenGL ES 1.1-3.1, OpenCL 1.1 и 1.2, а также DirectX 11. По сравнению с ядрами Mali-T760 на одинаковой нагрузке производительность ядер Mali-T880 выше в 1,8 раза, а потребление меньше на величину до 40 %. Новые ядра способны без проблем выводить и записывать (кодировать) видеопоток с качеством 4K со скоростью 120 кадров в секунду. Поддерживается кодек HEVC.

Mali-G31

Mali-G31 - это ультраэффективный графический процессор на основе архитектуры Bifrost. Используя преимущества Bifrost для другого уровня устройств, Mali-G31 опирается на успех предыдущих ультраэффективных продуктов серии Mali-400 Utgard. Обладая значительной экономией энергии и площади по сравнению с устройствами следующего уровня, а также поддержкой самых последних API-интерфейсов, Mali-G31 является предпочтительным графическим процессором для устройств с ограниченными затратами.

Частота 28 нанометрового графического процессора имеет значение 650, скорость текстурирования — около 1,3 Gpix / s

Mali-G51

Mali-G51 с высоким КПД стал первым графическим процессором, который перенял графическую архитектуру Bifrost на основные устройства. Сосредоточенный на эффективности, Mali-G51 обеспечивает повышенную энергоэффективность и повышает эффективность использования площади и плотность производительности по сравнению с графическими процессорами Mali предыдущего поколения. Mali-G51 - один из самых маленьких графических процессоров с поддержкой Vulkan, который выводит на массовый рынок сложный контент, такой как виртуальные пространства и видео 360.

Mali-G52

Mali-G52 - это второй основной графический процессор, основанный на архитектуре Bifrost. Mali-G52, созданный для предоставления первоклассного визуального опыта на постоянно растущем рынке мобильной связи, обеспечивает расширенные возможности машинного обучения для тех интеллектуальных приложений, которые быстро становятся необходимыми. Обладая более широкими механизмами исполнения с удвоенными полосами обработки, Mali-G52 может эффективно справляться с гораздо большей графической сложностью при скромном кремниевом бюджете.

Графический процессор выполняется по 16 нанометровому техпроцессу, имеет частоту 850mhz и скорость текстурирования 6,8 Gpix/s.

Mali-G71

Mali-G71 — это третий основной графический процессор, основанный на архитектуре Bifrost. Mali-G71 создан для предоставления первоклассного визуального опыта на постоянно растущем рынке мобильной связи.

Mali-G72

Mali-G72 — это четвёртый основной графический процессор, основанный на архитектуре Bifrost. Mali-G72 создан для предоставления первоклассного визуального опыта на постоянно растущем рынке мобильной связи.

Mali-G76

Mali-G76 — компания ARM представила пятый основной графический процессор, основанный на архитектуре Bifrost, новейшие 64-разрядные вычислительные ядра Cortex-A76 и новую графику Mali-G76. Процессорное ядро Cortex-A76 сменило Cortex-A75.

GPU — Mali-G76 рассчитан на работу совместно с CPU Cortex-A76. В максимальной конфигурации Mali-G76 может содержать 20 ядер, но очень редко компании выпускают платформы с подобными количеством GPU. ARM обещает прирост относительно Mali-G72 на 30 %, но имеется в виду не общая производительность, а производительность относительно площади GPU, энергоэффективность была улучшена на 30 %, а в задачах машинного обучения производительность выросла в 2,7 раза.

Графический видеопроцессор Mali-G76 будет применяться в смартфонах топового уровня, устройствах виртуальной и дополненной реальности, автомобильных комплексах, системах видеонаблюдения и пр.

Новый GPU поддерживает API: В новой ARM-архитектуре:

Новое видеоядро Mali-V76 получило поддержку видео 8K и возможность декодировать видео с частотой 60 к/с.

Возможность формирование видеостен по схеме 4×4 в формате 1080р · 60 к/с или 2×2 в формате 2160р · 60 к/с.

Mali-G77

Mali-G77 — это первый основной графический процессор, основанный на архитектуре Valhall.

Mali-G78

Mali-G78 — это второй основной графический процессор, основанный на архитектуре Valhall.

Модели
Название Максимальное
количество GPU ядер		 Максимальный
размер L2 кэша		 Поддержка технологий Архитектура Использование Примечания
OpenGL ES OpenVG OpenCL Direct3D Vulkan
Mali-55 1 - 1.1 1.0 n/a Оптимизация интерфейса [5]
Mali-200 1 - 2.0 1.1 Utgard[6] - [1]
Mali-300 1 8 КБ - [2]
Mali-400 MP 4 от 32 КБ до 256 КБ[7] - [3]
Mali-450 MP 8 от 32 КБ до 512 КБ[7] - [4]
Mali-T604 4 256 КБ 3.1 1.1 1.1 + Renderscript 9.3 Midgard[8]
(1-е поколение)		 Графика,
вычисления		 [9][10]
Mali-T622 2 [10][11]
Mali-T624 4 Midgard
(2-е поколение)		 [12]
Mali-T658 8 [13]
Mali-T628 8 [14]
Mali-T678 8 [15][16]
Mali-T720 8 от 32 КБ до 256 КБ[7] Midgard
(3-е поколение)		 Mali-T720
Mali-T760 16 от 256 КБ до 2 МБ[7] 3.2 11.1 1.0 Mali-T760
Mali-T820 4 от 32 КБ до 256 КБ[7] 1.1 1.2 + Renderscript 9.3 1.0 Midgard
(4-е поколение)		 Mali-T820
Mali-T830 4 от 32 КБ до 256 КБ[7] 1.0 Mali-T830
Mali-T860 16 от 256 КБ до 2 МБ[7] 11.1
11.2		 1.0 Mali-T860
Mali-T880 16 от 256 КБ до 2 МБ[7] 1.0 Mali-T880
Mali-G31 1 от 32 КБ до 512 КБ[7] 2.0 + RenderScript 11 1.2 Bifrost Mali-G31
Mali-G51 1+3 от 32 КБ до 512 КБ[7] 1.1 Mali-G51
Mali-G52 6 от 32 КБ до 512 КБ[7] 1.1 Mali-G52
Mali-G71 32 от 128 КБ до 2 МБ[7] 1.1Mali-G71
Mali-G72 32 от 128 КБ до 2 МБ[7] 12 1.1 Mali-G72
Mali-G76 20 от 512 КБ до 4 МБ[7] 1.1 Mali-G76
Mali-G77 16 от 512 КБ до 4 МБ[7] Valhall Mali-G77
Mali-G78 24 от 512 КБ до 4 МБ[7] 1.2 Mali-G78

Реализация

Mali GPU в разных вариациях можно встретить в таких чипсетах:

ПроизводительНазвание чипсетаВерсия графического чипа Mali
Allwinner A10, A13 Mali-400 MP[17]
Allwinner H3 Mali-400 MP2
Broadcom BCM2836 VideoCore IV
AMLogic 8726-M, 8726-MX Mali-400 MP/MP2[17]
AMLogic S802, S812, S805, M805 Mali-450
AMLogic S905, S905X Mali-450MP
AMLogic S912 Mali-T820
CSR Quatro 5300 Series Mali-400 MP
Huawei HiSilicon Kirin 659 Mali-T830 MP2
NetLogic Au1380, Au1350 Mali-200[18][19]
NUFRONT NuSmart 2816 Mali-400 MP
NUFRONT NuSmart 2816M Mali-400 MP
NUFRONT NuSmart 115 Mali-400 MP
MediaTek MT6572 Mali-400 MP
MediaTek MT6582 Mali-400 MP2
MediaTek MT6592 Octa Mali-450 MP4@700 MHz
MediaTek MT6735 Mali-T720
MediaTek MT6753 ARM® Cortex®-A53 1,3GHz x 8 Mali T720 MP3@450МГц
MediaTek MT6750 8 x ARM Cortex A-53 @1,51 GHz Mali-T860 MP2
Rockchip RK3066(40 nm, ARMv7-A, до 1,6 Ггц) Mali-400 MP4(250 MHz)[20]
Rockchip RK3188(28 nm, ARMv7-A, до 1,8 Ггц) Mali-400 MP4(600 MHz)
Rockchip RK3288(28 nm, ARMv7-A, до 2,0 Ггц) Mali-760 MP4
Samsung S5P6450 Vega Mali-400 MP[21]
Samsung Exynos 2 Dual 3250 Mali-400 MP2 @ 400MHz
Samsung Exynos 3 Quad 3470 Mali-400 MP4 @ 450 MHz
Samsung Exynos 3 Quad 3475 Mali-T720 @ 533 MHz
Samsung Exynos 4 Dual 4210, 4212 Quad 4412 Mali-400 MP4[22] @ 266 MHz — @ 400 MHz (533 MHz in Prime)
Samsung Exynos 5 Dual 5250 Mali-T604 MP4[23] @ 533 MHz
Samsung Exynos 5 Hexa 5260 Mali-T620 MP4 @ 600 MHz
Samsung Exynos 5 Octa 5420 / 5422 / 5430 Mali-T620 MP8 @ 533 MHz — @ 600 MHz
Samsung Exynos 7 Octa 7580 Mali-T720 MP2 @ 600 MHz 
Samsung Exynos 7 Octa 5433 Mali-T760 MP6 @ 700 MHz
Samsung Exynos 7 Octa 7420 Mali-T760 MP8[24] @ 772 MHz
Socle-Tech Leopard-6 Mali-200[25]
Spreadtrum SC8810[26], SC6820[27] Mali-400[28](хотя синтетические тесты показывают Mali-300)
ST-Ericsson NovaThor U9500, U8500, U5500 Mali-400 MP[29]
STMicroelectronics SPEAr1340 Mali-200[30]
STMicroelectronics STi7108, STiH416 Mali-400 MP[31][32]
Telechips TCC8803, TCC8902, TCC8900, TCC9201 Mali-200[17][33]
WonderMedia Prizm WM8950 Mali-400 MP[34]

Примечания
  1. limadriver/Hardware Архивная копия от 8 февраля 2012 на Wayback Machine ARM — Mali 200 Specifications  (англ.)
  2. Specifications — Mali 300 — ARM  (англ.)
  3. Specifications — Mali 400 MP — ARM  (англ.)
  4. Specifications — Mali-450 MP — ARM  (англ.)
  5. Specifications — Mali-55 — ARM (22 августа 2013). Архивировано 22 августа 2013 года.
  6. Mali Graphics — ARM
  7. в зависимости от количества ядер
  8. Mali Graphics plus GPU Compute — ARM
  9. Specifications — Mali-T604 — ARM (англ.)
  10. Khronos Group OpenGL and OpenGL ES Taiwan Feb 2012
  11. Specifications — Mali-T658 — ARM
  12. Specifications — Mali-T622 — ARM
  13. Specifications — Mali-T624 — ARM
  14. Specifications — Mali-T628 — ARM
  15. Specifications — Mali-T678 — ARM
  16. AnandTech | ARM Announces 8-core 2nd Gen Mali-T600 GPUs
  17. Limadriver.org: Hardware (недоступная ссылка). Дата обращения: 16 ноября 2012. Архивировано 8 февраля 2012 года.
  18. NetLogic Au1300 Архивировано 21 февраля 2012 года.
  19. RMI Au1300 Press release
  20. Rockchip Licenses a Wide Range of ARM IP for Turnkey Solution Targeting Mass Market, Cost-Effective Android Tablets
  21. Hardkernel ODROID-E7 development board Архивировано 15 марта 2012 года.
  22. ARM Powered Smartphone Sets New Graphics Benchmark Архивная копия от 6 января 2013 на Wayback Machine on ARM blog (англ.)
  23. Samsung Confirms Mali is in the Exynos 5250 Processor — ARM Community Архивная копия от 18 февраля 2013 на Wayback Machine (англ.)
  24. Exynos 7 Octa
  25. Socle Leopard-6 SoC
  26. SC8810 TD-HSPA/TD-SCDMA/EDGE/GPRS/GSM 1GHz Low-Cost Smartphone Platform (англ.) (недоступная ссылка). Архивировано 4 декабря 2014 года.
  27. SC6820 EDGE/GPRS/GSM 1GHz Low-Cost Smartphone Platform (англ.) (недоступная ссылка). Архивировано 17 октября 2013 года.
  28. Spreadtrum SC8819 SC6820 Press release Архивировано 22 июля 2012 года.
  29. ST-Ericsson NovaThor product page Архивировано 13 февраля 2012 года.
  30. STMicro SPEAr1340 Архивировано 3 июля 2012 года.
  31. STMicro STi7108 Press release
  32. STMicro STiH416 Press release
  33. 2010, ARM Limited: TCC8900 development board Архивировано 27 декабря 2011 года.
  34. WonderMedia Prizm WM8950 Press release (недоступная ссылка). Дата обращения: 16 ноября 2012. Архивировано 10 января 2012 года.

См. также

Мобильные чипсеты (SoC):

Мобильные графические процессоры (GPU):

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.