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. и новейшие мультимедийные графические процессоры mali-G31, mali-G51, mali-G52, mali-G71, mali-G72, mali-G76.
Содержание
Технические детали [ править | править код ]
Mali-55 [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
Mali-450 — 8-ядерный Mali-400 с некоторыми улучшениями в области исполнения инструкций за такт.
Mali-T600 [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
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-T700 [ править | править код ]
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-T800 [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
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.
Mali-G31 [ править | править код ]
Mali-G51 [ править | править код ]
Mali-G52 [ править | править код ]
Mali-G71 [ править | править код ]
Mali-G72 [ править | править код ]
Mali-G76 [ править | править код ]
Mali-G76. Компания ARM представила новейшие 64-разрядные вычислительные ядра Cortex-A76 и новую графику Mali-G76. Процессорное ядро Cortex-A76, сменившее 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 уровнях, 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.
Модели [ править | править код ]
| 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 [en] | 9_3 | M >[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 | |||||||
Реализация [ править | править код ]
Mali GPU в разных вариациях можно встретить в таких чипсетах:
Графические процессоры Mali — интеллектуальная собственность компании ARM Limited, является графической частью микропроцессорной архитектуры ARM, применяемой при производстве кристаллов SoC, хорошо известных как — мобильные процессоры Snapdragon, Helio, MT, Exynos, Kirin.
ARM Limited разрабатывает архитектуру процессора, производители MediaTek, Qualcomm, HiSilicon, Samsung — покупают лицензию, с соответствующей документацией. Вносят свои коррективы — выбирают класс, поколение, количество ядер и частоту CPU, изменяют финальные характеристики GPU Mali: количество вычислительных блоков и частоту работы. Обособленное место занимает продукция Qualcomm, при производстве мобильных процессоров используют графические ускорители собственной разработки — Adreno.
Для простоты восприятия, основной строительный материал графических процессоров — вычислительные блоки, в характеристиках процессоров обозначается как — MP (Mali T830 MP2, к примеру). Количество этих «умных» кирпичиков, в тандеме с частотой — определяет производительность видеоускорителя. В таблице характеристик Mali вы можете наблюдать показатели GFLOPS (количество операций в секунду, с запятой), первое значение — это пиковая производительность 1 блока на минимальной частоте, второе значение — теоретический потенциал, при работе всех блоков на максимальной частоте.
Показатели частоты, размеры, тепловыделение, энергоэффективность во многом зависят от применяемых норм производства (nm), двойные значения в этом столбике указывают на то, что чипы производятся или производились с применением разных норм, на усмотрение производителя.
В теории всё предельно просто — чем новее архитектура, больше блоков и выше частота, тем выше быстродействие. На практике, максимальное количество вычислительных блоков графических ускорителей Mali в смартфонах мы так и не увидим, это удел мини-ПК и ноутбуков, где есть маломальская система охлаждения. На сегодняшний день зафиксированный максимум для Mali-G72 это MP18 (18 блоков) — мобильный процессор Samsung Exynos 9810, для сравнения Mali-G71 это MP20 — Samsung Exynos 8895. Намечается выход нового чипсета HiSilicon Kirin 980 с графикой нового поколения Mali-G76 MP10, производительность обещает быть выше графики Adreno 630, используемой в Snapdragon 845.
Для полноты картины, рекомендую воспользоваться следующей информацией — рейтинг производительности мобильных процессоров, где вы сможете сравнить — заявленные разработчиком ARM теоретические возможности Mali, с характеристиками и производительностью произведённых процессоров. Упорядочить мысли, собрать недостающие пазлы помогут профессиональные советы — как выбрать смартфон правильно.
| Модель | nm | Вычислит. блоки | Частота | GFLOPS | OpenGL | DirectX | Vulkan |
| Mali-G76 | 7 | от 4 до 20 | 750 MHz | — | 3.2 | 12 | 1.1 |
| Mali-G72 | 10 16 | от 1 до 32 | 546-850 MHz | от 18.6 до 924.8 | 3.2 | 12 | 1.1 |
| Mali-G71 | 10 16 | от 1 до 32 | 546-1037 MHz | от 18.6 до 1128 | 3.2 | 11 | 1.1 |
| Mali-G52 | 16 | от 1 до 4 | 850 MHz | от 86.7 до 346.8 | 3.2 | 11 | 1.1 |
| Mali-G51 | 10 28 | 1 uni-pixel 3 dual-pixel | 650 MHz | — | 3.2 | 11 | 1.1 |
| Mali-G31 | 28 | от 1 до 2 | 650 MHz | — | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T880 | 28 | от 1 до 16 | 650-1000 MHz | от 22.1 до 544 | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T860 | 28 | от 1 до 16 | 350-700 MHz | от 11.9 до 380.8 | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T830 | 28 | от 1 до 4 | 600-950 MHz | от 20.4 до 129.2 | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T820 | 28 | от 1 до 4 | 600 MHz | от 20.4 до 81.6 | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T760 | 28 | от 1 до 16 | 600-772 MHz | от 20.4 до 420 | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T720 | 28 | от 1 до 8 | 400-700 MHz | от 6.8 до 95.2 | 3.2 | 11 | 1.0 |
| Mali-T628 | 28 32 | от 1 до 8 | 533-695 MHz | от 17 до 177.9 | 3.1 | 11 | — |
| Mali-T624 | 28 32 | от 1 до 4 | 533-600 MHz | от 17 до 76.8 | 3.1 | 11 | — |
| Mali-T622 | 28 32 | от 1 до 2 | 533 MHz | от 17 до 34.1 | 3.1 | 11 | — |
| Mali-T604 | 28 32 | от 1 до 4 | 533 MHz | от 17 до 68.2 | 3.1 | 11 | — |
| Mali-470 | 28 40 | от 1 до 4 | 250-650 MHz | — | 2.0 | — | — |
| Mali-450 | 28 40 | от 1 до 8 | 300-750 MHz | от 4.5 до 71.7 | 2.0 | — | — |
| Mali-400 | 28 40 | от 1 до 4 | 200-600 MHz | от 1.8 до 19.2 | 2.0 | — | — |
| Mali-300 | 28 40 | 1 | 500 MHz | 5 | 2.0 | — | — |
| Модель | nm | Вычислит. блоки | Частота | GFLOPS | OpenGL | DirectX | Vulkan |
Графический ускоритель Mali — это один из интегрированных модулей SoC кристалла. Производители мобильных процессоров HiSilicon (Kirin), Samsung (Exynos), MediaTek (Helio, MT) определяют сколько вычислительных блоков «установить» и на какой частоте смогут работать. В свою очередь, производители смартфонов, в борьбе с тепловыделением (нагревом) кристалла, вносят свои коррективы. Заявленная частота далеко не всегда является реально рабочей, сравнение Mali в рамках одной модели процессоров (идентичных) показывает существенное расхождение в результатах тестов. Независимо от поколения, тестируем устаревшие Mali-400, уходящие Mali-T880 или новые Mali-G — разброс присутствует всегда. Стоя перед выбором Mali vs Adreno — сравнивайте производительность конкретных смартфонов, ссылка на рейтинг над таблицей.
Почему ARM Mali 450 MP4 лучше чем ARM Mali T720 MP2?
- Частота графического процессора 50MHz больше
Почему ARM Mali T720 MP2 лучше чем ARM Mali 450 MP4?
- 1.1 новее версия OpenGL ES
Какие сравнения самые популярные?
ARM Mali 450 MP4
ARM Mali T720 MP2
ARM Mali 450 MP4
ARM Mali T860 MP2
ARM Mali T720 MP2
Imagination Technologies PowerVR G6430
ARM Mali 450 MP4
Imagination Technologies PowerVR G6430
ARM Mali T720 MP2
Qualcomm Adreno 305
ARM Mali 450 MP4
ARM Mali 400 MP2
ARM Mali T720 MP2
ARM Mali 400 MP4
ARM Mali 450 MP4
Imagination Technologies PowerVR SGX544 MP3
ARM Mali T720 MP2
ARM Mali T860 MP2
ARM Mali 450 MP4
AMD Radeon RX 470
ARM Mali T720 MP2
Qualcomm Adreno 430
ARM Mali 450 MP4
ARM Mali 400 MP4
ARM Mali T720 MP2
Qualcomm Adreno 420
ARM Mali 450 MP4
Qualcomm Adreno 430
ARM Mali T720 MP2
Qualcomm Adreno 330 (450MHz)
ARM Mali 450 MP4
Qualcomm Adreno 506
ARM Mali T720 MP2
Qualcomm Adreno 506
Общая информация
Меньший размер указывает на более новый процесс создания чипа.
AMD Radeon RX 570
Производительность
Графический процессор (GPU) имеет более высокую тактовую частоту.
Gigabyte GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming
FLOPS — это измерение вычислительной мощности процессора GPU.
AMD Radeon Pro V340 MxGPU
Функции
OpenGL ES используется для игры на мобильных устройствах, таких как смартфоны. Более поздние версии поддерживают лучшую графику.
