Mali

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Mali (GPU)»)
Перейти к: навигация, поиск

Mali GPU — это 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 и контролеры дисплея mali-DP500, mali-DP550.

Технические детали[править | править вики-текст]

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 — 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 отличаются тактовой частотой. Занимаемая на кристалле площадь при производстве по 65 нм техпроцессу - 4,1 мм²

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 MHz, 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 — 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, вместо 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 один геометрический процессор и может иметь до четырёх пиксельных процессоров. Как и двухсотая модель, Mali-400, обрабатывает только 1 пиксель за такт, но благодаря многоядерности, и возможности иметь от одного до четырёх пиксельных процессоров, производительность четырёхсотой модели может быть в 4 раза больше, благодаря возможности обработки каждого пикселя каждым из четырёх пиксельных процессоров, когда двухсотый и трёхсотых модели имеют только один такой процессор.[1][4]

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

Mali-T604, Mali-T622, Mali-T624, Mali-T628, Mali-T658 и Mali-T678— это новейшие разработки от ARM. Чтобы лучше прояснить ситуацию, необходимо отметить, что 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 отличие 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 - 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 кадров 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-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 600МГц 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 28нм 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 компаний пользуются лицензией Mali. Чипы Mali-T720 и Mali-T760 уже были лицензированы такими компаниями, как Samsung, LG, MediaTek и Rockchip.

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 % 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. 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 раз, 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.

Модели[править | править вики-текст]

Название Максимальное
количество GPU ядер
Максимальный
размер L2 кэша
Поддержка технологий Архитектура Использование Примечания
OpenGL ES OpenVG OpenCL Direct3D
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[en] 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] 11.1 Mali-T760
Mali-T820 4 от 32 КБ до 256 КБ[7] 3.1 1.1 1.2 + Renderscript[en] 9_3 Midgard
(4-е поколение)
Mali-T820
Mali-T830 4 от 32 КБ до 256 КБ[7] Mali-T830
Mali-T860 16 от 256 КБ до 2 МБ[7] 11_1

11_2

Mali-T860
Mali-T880 16 от 256 КБ до 2 МБ[7] Mali-T880

Реализация[править | править вики-текст]

Mali GPU в разных вариациях можно встретить в таких чипсетах:

Производитель Название чипсета Версия графического чипа Mali
Allwinner A10, A13 Mali-400 MP[17]
AMLogic 8726-M, 8726-MX Mali-400 MP/MP2[17]
CSR Quatro 5300 Series Mali-400 MP
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-400MP
MediaTek MT6582 Mali-400MP2
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
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-764 MP8
Samsung S5P6450 Vega Mali-400 MP[21]
Samsung Exynos 2 Dual 3250 Mali-400 MP2 @ 400MHz
Samsung Exynos 3 Quad 3470 Mali-400MP4  @ 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-T624MP2 @ 600 MHz
Samsung Exynos 5 Octa 5420 / 5422 / 5430 Mali-T628 MP6 @ 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[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 limadriver/Hardware ARM — Mali 200 Specifications  (англ.)
  2. 1 2 Specifications — Mali 300 — ARM  (англ.)
  3. 1 2 Specifications — Mali 400 MP — ARM  (англ.)
  4. 1 2 Specifications — Mali-450 MP — ARM  (англ.)
  5. Specifications — Mali-55 — ARM (22 августа 2013). Архивировано из первоисточника 22 августа 2013.
  6. Mali Graphics — ARM
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 в зависимости от количества ядер
  8. Mali Graphics plus GPU Compute — ARM
  9. Specifications — Mali-T604 — ARM (англ.)
  10. 1 2 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. 1 2 3 Limadriver.org: Hardware
  18. NetLogic Au1300
  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
  22. ARM Powered Smartphone Sets New Graphics Benchmark on ARM blog  (англ.)
  23. Samsung Confirms Mali is in the Exynos 5250 Processor — ARM Community  (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.).
  27. SC6820 EDGE/GPRS/GSM 1GHz Low-Cost Smartphone Platform (англ.).
  28. Spreadtrum SC8819 SC6820 Press release
  29. ST-Ericsson NovaThor product page
  30. STMicro SPEAr1340
  31. STMicro STi7108 Press release
  32. STMicro STiH416 Press release
  33. 2010, ARM Limited: TCC8900 development board
  34. WonderMedia Prizm WM8950 Press release

См. также[править | править вики-текст]

Мобильные чипсеты (SoC):

Мобильные графические процессоры (GPU):

Ссылки[править | править вики-текст]