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仔细观察ARM的Mali图形技术
当今的高级智能手机和平板电脑正在推动小型图形处理单元（GPU）的限制，在显示屏上吹嘘的主机质量图形比大多数客厅电视更大。但是，如今，不仅需要专用图形硬件的高端移动空间。智能手表和紧凑型智能电视盒的不断发展的市场也利用GPU。最普遍的移动GPU范围之一是Arm的Mali，我们很幸运地仔细研究了上周在ARM的Tech Day上的Mali GPU系列的未来计划。
最近，Arm宣布了其节能马里-T880以及用于高端移动设备的T860，以及其T820和T830设计，用于实施成本效益。T880拥有其MALI-T760设计的峰值性能的1.8倍，同一工作负载的能量减少了40％，并支持超高分辨率4K含量。
如果OEM需要，ARM也没有排除低功率可穿戴设备的MALI-450设计。
Midgard Architecture概述
ARM的最新设计仍在其Midgard Tri-Pipe架构上，该架构容纳了“着色器核心”内部的大多数但并非所有关键的GPU组件，从而可以通过简单地调整内核数来扩展性能。大多数其他GPU设计都不采用以这种方式扩展的设计，但这允许ARM针对具有相似设计的一系列使用情况。
在高端，Mali-T860每个着色器核心具有3个Alus，与T860和T760的每核2 Alus相比，以及负载/商店和纹理单元。这种额外的ALU可提供每核计算性能的50％。根据GPU所需的性能水平，T880和T860设计都可以从单个相干核心实现来缩放到16个连贯的核心实现。
使用移动设备，性能和功率的最大限制因素来自内存。简而言之，可用的带宽远低于控制台或桌面图形等效物，这意味着可以通过内存来瓶颈性能。为了克服此问题，ARM使用ASTC，AFBC，智能组成和交易消除技术，优化其用于常见工作负载（例如用户界面任务）的体系结构，并试图通过发送更高质量的信息来减少内存交易的数量。这也是为什么ARM实现基于瓷砖的渲染的原因，因为将框架的活动瓷砖尽可能长，而不是将其推向较慢的主内存。
行话巴斯特：
- 阿鲁- 算术逻辑单元是用于执行整数数学和位逻辑的数字电路。
- 瓷砖渲染- 将场景分解为较小的瓷砖，然后可以将其分别渲染到片上内存。
- 消除交易- 通过跳过上一个帧的重复图块来减少处理。
- AFBC- 手臂框架缓冲区压缩通过使用无损压缩来存储框架来节省内存带宽。
不仅如此，而且从内存中持续的写作和阅读是一项昂贵的任务，用LPDDR4消耗了约100兆瓦的1Gbps带宽的功率。取而代之的是，ARM建议硅制造商在缓存上花费更多的空间来减少功耗，并帮助保留GPU上的尽可能多的数据。
大多数其他GPU设计都不会以这种方式进行扩展，但这允许ARM针对一系列用途的情况
下端T830和T820继承了许多这些高端功能，但是带有标量单元的管道已从ALU中删除。T830每个核心具有2个Alus，而T820仅具有1个Alus，并且两者都可以缩放高达4个着色器核心GPU。
很像新的ARM Cortex-A72 CPU，马里的最新迭代显然集中在能源效率上，并提取更多的性能，同时粘在移动平台的紧密功率和热约束中。通过减少内存和功率需求，硅合作伙伴应自由包装其他GPU内核，从而在前几代提高性能。
马里的未来
说到功率，转移到16NM FinFET流程也肯定会为GPU设计带来不错的收益。随着功耗和设计尺寸的缩小，ARM的高端硅合作伙伴将能够将更多的着色器核心挤入其SOC设计中，因为我们已经在三星的八个Mali-T760 Core 14nm中看到了正如我们已经看到的那样Exynos 7420。在较低的成本市场中，GPU将使用较小的足迹来增加核心数量，或者节省越来越昂贵的硅成本。
以前，我们还涵盖了对高分辨率摄像头和显示器的额外记忆带宽的需求，但是这种额外的带宽和相关的功耗可能是我们电池的大量消耗。随着移动市场推向更高的分辨率内容，ARM的存储器节省技术和一般优化也可以带来红利。
随着ARM提供完整的POP-IP软件包已经为16NM FinFET制造设计，我们很可能会在2016年左右看到一些更节能和强大的基于马里的SOC在市场上投放市场。