[问答]

简单介绍下Arm Mali的GPU系列

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 对于手机终端来说，GPU图像处理能力是衡量一台手机的性能标杆。首先，是UI流畅性，大家拿到手机都得先划来划去看下UI是否流畅，而UI其实主要还是用GPU渲染的；其次是游戏的流畅性，对于很酷炫的游戏，GPU是目前手机端的唯一高性能3D加速器。在手机端，主流的几个GPU主要是PowerVr，Mali，Adreno。苹果早起使用的就是PowerVr的定制版本，不过随着苹果自研GPU，PowerVr现在基本可以是算卖给了紫光；Mali是鼎鼎大名的安谋半导体ARM的图形加速IP；Adreno是高通的图形GPU。当然这里不是要对比这些GPU的性能，而是简单介绍下Mali的GPU系列。 Mali其实是Arm的Mali系列IP核，但是很多现在在很多网上提到Mali其实是直接认为是Mali的GPU。Mali系列其实还有视频，显示控制器，camera等。但是Mali应该算是授权比较多的。而且因为GPU也被更多的非业内人士所熟知。 1、Mali的四大架构之一：Utgard 第一代微架构Utgard（北欧神话人物：乌特加德）。这一代架构出来的比较早，主要是图形加速IP。可以追溯到2007年的mali-200。不过最让人惊讶的是mali-4xx系列，现在很多电视芯片都还在用这个IP。比如小米的智能电视，还有很多是mali-4xx系列的。 Utgard这一代vertex shader和fragment shader是分离的，arm官方支持的Opengl ES也只维护到2.0。所以Opengl ES 3.0及其以上要求的app是跑不了的。并且OpenCL在这一代中也是不支持的，因为这一代主打图形计算，不怎么支持通用计算。移动端的GPU主要以基于tile的计算为主，mali的全系列（截止目前）都是基于tile的计算。基于tile的计算可以简单的认为，在进行计算的时候一张图会被划分成若干张小矩形，每个矩形可以认为是一个tile，然后对一个tile进行同时计算。主要系列有：mali-200, mali-400, mali-450, mali-470 2、Mali的四大架构之二：Midgard 第二代微架构Midgard（北欧神话人物：米德加德）。Midgard这一代GPU开始属于同一着色器的架构，也就是上面说的vertex shader和fragment shader已经统一在一起了，相当于同一个shader计算单元可以处理多种着色器。当然也开始支持计算通用计算。特别是对OpenCL的支持，对通用计算有了很大的支持。OpenGLES 3.1虽然引入了compute shader，但是说起通用计算，OpenCL显然更加专业。这个架构是基于128bit向量的，所以在编程的时候往往用4个float编程了能最大发挥其性能。当然，编译器也会把某些可以进行优化的计算合并成向量进行计算，不过最好在编码阶段自行优化。编译器编译的优化比较难以去把握。当然，也不建议用大于128bit的方式进行编程，最终需要编译器拆成多个数的运算，且每个数的位宽最大为128bit，如果编译器优化不好，反而会导致性能下降。主要系列有：mali-t6xx, mali-t7xx, mali-t8xx 3、Mali的四大架构之三：Bifrost 第三代微架构Bifrost（北欧神话中连接天宫和大地的：彩虹桥）。由于这一代产品基本在2016年后发布的了，而OpenGLES在2016年后基本稳定了，所以相对于Midgard来说，在大方向上图形计算这块也没有多大的需要调整。在Bifrost（Bifrost上更像是SIMT的模式，这里用SIMT表述也是我从多个文档资料推敲出来的）上会先把向量拆成标量，然后每个线程跑多维向量的第一维，因此对于三维向量 vec3向量最快只需要3个cycle，对于思维向量vec4最快只需要4个cycle。这里用了最快这个表述是因为并不是所有的指令都是单个cycle的。当然，虽然bifrost架构是标量运算的，这是针对32bit的位宽来说的，如果是16bit位宽的计算，一个线程是可以在一个cycle内处理一个vec2的16bit数据的。因此在编程的时候，如果是8bit或者16bit的数据，用于应该考虑如何组织代码使得更有效的组合运算，例如16bit位宽的情况，尽量是用vec2，8bit位宽的尽量用vec4。对于Bifrost，例如G76，一个shader core可以同时运行几十个线程,，从mali的资料显示，shader core一般由三个部分组成，ALU,L/S,TEXTURE三个主要模块。在G76上是8-wide wrap的，一般设置为3个ALU。（其余的型号可能不一样，例如G51/G72是4-wide wrap的，G72同样是3个ALU；G52跟G76一样，不过G52可配置成2个ALU的）对于AI加速方面，部门系列也有一些指令修改，例如G52和G76都引入了int8 dot指令，该指令针对神经卷积网络的运算做了优化。主要系列有：mali-g31, mali-g51, mali-g71, mali-g52, mali-g72, mali-g76 4、Mali的四大架构之四：Valhall 第四代微架构Valhall是2019年第二季度推出来的。该系列的是基于超标量实现的。对于G77，使用的时16-wide的wrap，单个shader core集成两个计算引擎。主要系列有：mali-g57, mali-g77 最后，本文简要的梳理了下mali gpu架构的一些情况，同时对不同架构上的一些计算资源进行简要描述，希望能给看到的朋友提供一些有用的信息。同时，也吐槽一下，Mali系列的芯片命名在Bifrost和Valhal系列没有区分开，单纯从mali-g51, mali-g71, mali-g52, mali-g72，mali-g57, mali-g77，很难区分最后两个型号是Valhall的架构。这个命名不知道mali是怎么考虑的，着实令人难解。 0
2022-4-12 11:01:11　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × dianzijie5 该类别下有 16 个回答。邀请回答嵌入式-H 该类别下有 16 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答 hucc 该类别下有 14 个回答。邀请回答舍我其谁84 该类别下有 13 个回答。邀请回答 HCPcry 该类别下有 12 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 12 个回答。邀请回答 iettke 该类别下有 11 个回答。邀请回答学生物的程序猿该类别下有 11 个回答。邀请回答小刘该类别下有 11 个回答。邀请回答 sjjs001 该类别下有 11 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 10 个回答。邀请回答 bigbangboom 该类别下有 10 个回答。邀请回答 siyugege 该类别下有 9 个回答。邀请回答 drakannie 该类别下有 9 个回答。邀请回答 wuli北该类别下有 9 个回答。邀请回答 zengweishuai 该类别下有 9 个回答。邀请回答广州洋钒该类别下有 9 个回答。邀请回答 mintsy 该类别下有 8 个回答。邀请回答 fanB 该类别下有 8 个回答。邀请回答举报李鑫相关推荐 • 请问Mali GPU的并行化计算模型是怎样构建的？ 1912 • Mali GPU支持tensorflow或者caffe等深度学习模型吗 2653 • Imagination Rogue GPU技术有哪些优势？ 2094 • 到哪里去下载RK3568的GPU驱动？ 4327 • GPU爆炸式发展背后的深层原因？ 2985 • 在RK3288 T760上能够使用GPU需要怎么做 1552 • Mali-D51和Mali-V52是什么？有什么优势？ 2916 • ARM处理器核简单介绍 2071 • 介绍一款支持Vulkan的Arm平台Linux操作系统 1173 • ARM架构的GPU和台式机的GPU有什么区别 3570