ARM® Mali™ GPU系列基础知识参考

dyd0311 · 发表于 2015-12-21 16:44:19

作为业界顶级芯片厂商，ARM能为各类便携式智能设备以及其他相关产品提供包括CPU、GPU在内的多方面的解决方案，其中ARM的GPU就是Mali系列，它既有世界上最小的符合OpenGL ES 1.1的GPU，也有支持全高清解码、或者具有可扩展性的多核解决方案，为高端数字娱乐系统提供强劲的支持。在这里为大家分享ARM Mali系列的各款产品简介，欢迎筒子也踊跃补充，发表自己的看法。

Mali
Cost Efficient Graphics

（http://www.arm.com/zh/products/multimedia/mali-cost-efficient-graphics/index.php）

1.仅针对图形的解决方案是基于 Utgard 架构的，可以在最小的芯片面积中获得最高的性能。基于可扩展的Utgard架构的产品包括Mali-300、Mali-400 MP以及Mali-450 MP。这些产品为大众市场提供了从低端到高端的各种可扩展的解决方案，为智能电视、平板电脑和智能手机提供了行业领先的图形性能。
Mali-400 MP是世界上第一个符合 OpenGL® ES 2.0标准的多核 GPU，具备可扩展的、最高可以支持到 1080 像素的分辨率二维和三维加速性能，同时保持 ARM在功耗和带宽效率方面的领先地位。Mali-450 MP将成功的图形产品系列的 OpenGL® ES 2.0 性能提高了一倍。通过扩展到最多 8 个内核，从而扩展了性能范围，并使处理吞吐量峰值提高了一倍。

Mail-470是10月底新发布的超低功耗GPU，主打IoT物联网和嵌入式领域。它仍然采用Utgard微架构，但是进行了架构、四线程调度、数据路径等多处优化，支持OpenGL ES 2.0，可配置1-4个片段着色块(即俗称的MP核心数量)，并有一个顶点着色块。它支持最新版的Android、Android Wear和其他Linux内核系统，屏幕分辨率支持从640×640一路到1080p/60FPS/32bpp，推荐搭配Cortex-A53/A7处理器。它的能效(能耗比)是Mali-400的两倍，相比Mali-450也提升了超过50%。

2.Mali-T622是最小的OpenCL 1.1完整个人资料解决方案，使入门级的GPU面向大众市场的计算支持。它提高了50％的能源效率。Mali-T622还支持大众市场手机中的Renderscript计算，在计算处理功能，如计算摄影学和计算机视觉方面均提高了处理效率。

3.Mali-T720主打高能效、低成本市场，是中端市场中第一款支持OpenGL ES 3.0的，专为Android优化，适合搭配的核心是Cortex-A7、Cortex-A12及64位的Cortex-A53。

4.T830和T820支持OpenGL ES 3.1、Android Extension Pack，但DX只支持到Direct3D feature level 9_3（DX9级别），10Bit YUV功能对T830和T820来说是可选功能，这主要取决于用户的授权版本。其中T830在提升面积效能比的情况主要聚焦性能提升，每个核心的渲染都是2个，用更大的面积换取性能提升。

Mali Performance Efficient Graphics

（http://www.arm.com/zh/products/multimedia/mali-performance-efficient-graphics/index.php）
1.Mali-T604 是第一个基于 Midgard 架构的 GPU，它具有单核到四核的可伸缩性。专门针对可视计算进行设计，通过使用独创的三管道架构，以 2D 和 3D 图形高质量可伸缩多核解决方案的 trace 记录为基础构建。支持的主要 API 包括 OpenGL ES 1.1、OpenGL ES 2.0、OpenGL ES 3.0*、DirectX 11 和 OpenCL 1.1。Mali-T624采用创新的三管道架构，扩展了 API 支持，包括 Khronos OpenCL Full Profile 和Embedded Profile以及 Microsoft® DirectX。Mali-T628 GPU 可从一个内核扩展到八个内核，图形和 GPU 计算性能高达 Mali-T624 GPU 的两倍。Mali-T628 是可供在下一代市场领先设备中选用的 GPU，它已经过优化，可为消费类应用（例如 3D 图形、可视化计算、增强现实、过程纹理生成和语音识别）提供惊人的图形显示。

2.Mali-T760最大支持16核心，能耗比是Mali-T604的四倍。性能方面，ARM表示在28nm HPM制造工艺下，Mali-T760的运行频率都能跑到695MHz，输出率前者每秒13.9亿个三角形、112亿个像素。在FP16下，图形性能达到326 GFLOPS，性能空前强大。在API支持方面当然也很全面，支持DirectX 11.1 Feature_Level_11、OpenGL ES 1.1/2.0/3.0、OpenCL 1.1、RenderScript。

3.ARM Mali-T860 总体性能上比 T628 提升了 45%，保留了和 T760 同等数量的着色器，但集成了更多带宽压缩技术，例如智能迭加、ASTC、本地像素存储等。Mali-T860 对本地 10 位 YUY 输入和输出的支持，能够在功耗更低的情况下同时提升 4K 视频显示的保真度。此外，Mali-T860 还支持更多的图形和计算接口，包括 OpenGL ES 3.1/3.0/2.0/1.1、OpenCL 1.2/1.1、DirectX 11.1 和 RenderScript 。Mali-T880 是 Mali 系列中性能最高、能效最优的GPU。它能助力高端移动设备实现包括高性能游戏等复杂图形的应用使超高清内容呈现出震撼的视觉效果。 Mali-T880 GPU可以从一核扩展至十六核，与基于Mali-T760 GPU的设备相比，其性能提高1.8 倍，能效提升40%。

Mali
Video

（http://www.arm.com/zh/products/multimedia/mali-video/index.php）
1.Mali V500是ARM首款视频处理器, 支持1080p60、4k120分辨率的高清视频，编码支持H.264、VP8，解码支持H.264、H.263、MPEG4、MPEG2、VC-1/WMV、Real、VP8。最多可集成八个处理核心(最少一个)，运行频率600MHz，总线支持AMBA3 AXI、AMBA4 ACE Lite，可搭配不同的Cortex处理器，并支持MMU虚拟内存。

2.Mali-V550是全球第一款单芯片单核心即可同时支持H.265 HEVC格式视频编码、解码的方案，单核心可以最高支持1080p/60fps，如果堆叠八个核心则可支持4K/120fps。增加了10-bit YUV输入输出，可以说为4K超高清做好了充足的准备。引入 “Motion Search Elimination”，可在视频编码器中大幅减少动作搜索，从而降低视频延迟和功耗。它借鉴了Mali-T700系列加入的智能免重写(Transaction Elimination)，可以识别并跳过视频中未改变的区块，减少重复编码。

Mali
Display

（http://www.arm.com/zh/products/multimedia/mali-display/index.php）
1.ARM Mali-DP系列既是显示控制器，也可以作为一个简单的GPU，使用固定硬件处理一些基本任务，能够减轻GPU压力并节约功耗。Mali-DP500，用于视频画面的合成(多个Alpha混合层)、旋转(90/180/270度)、色彩转换与增强、缩放等处理，从而让GPU从这些任务中摆脱出来，并支持立体3D、4K超高清、12-bit色彩通道、ARM TrustZone安全技术。
该处理器支持单引擎单显示、双引擎双显示，兼容VESA、CEA、HDMI、miniDP。它的核心面积同样很小，而通过支持ARM AFBC(帧缓冲压缩)技术，可以大大降低系统功耗，且安卓系统驱动原生支持。

2.Mali-DP550，也可以处理4K视频了，还能应付一些复杂的合成任务，最多达7层，而上代DP500只能处理非4K，最多也仅仅3层。DP550也有T800、V550的10-bit YUV、Motion Search Elimination技术，还增加了一个协处理器接口，可以直接连接第三方处理器模块。