Mali-D51和Mali-V52：有效實(shí)現高品質(zhì)的視覺(jué)體驗

　　尖端技術(shù)領(lǐng)域永遠不存在一成不變的情況。復雜的視覺(jué)內容、不斷疊加的UI層次以及4K HDR視頻等新興需求層出不窮，無(wú)一不在推動(dòng)著(zhù)我們不斷突破主流移動(dòng)設備的技術(shù)瓶頸，實(shí)現更高遠的目標。正因如此，針對數字電視(DTV)和主流移動(dòng)市場(chǎng)，Arm推出了包含兩款圖像處理器在內的全新Mali多媒體套件，其中一款為顯示處理器，另一款為視頻處理器。

　　圖形復雜性主要是GPU處理的領(lǐng)域，而在應對上述新興技術(shù)的挑戰時(shí)，則是視頻和顯示處理器扮演著(zhù)重要角色，它們?yōu)橛脩?hù)提供真正高品質(zhì)的視覺(jué)體驗。

　　對顯示的要求越來(lái)越高

　　之前，我們在討論GPU時(shí)對數字電視已有所談及，但從顯示的角度來(lái)看，如今的幾代智能電視已遠遠超出預期。過(guò)去，當我們在觀(guān)看節目時(shí)，彈出的純文本菜單很可能覆蓋整個(gè)畫(huà)面，非常單一。而今天則大不相同。通過(guò)大量的預集成應用程序，數字電視能夠提供不同類(lèi)型、不同復雜程度和不同查看選項的內容，更不必說(shuō)語(yǔ)音或手勢識別用戶(hù)界面。如此一來(lái)，對顯示處理器的挑戰變得非常巨大。加之用戶(hù)對畫(huà)中畫(huà)的需求，甚至還有我們從中國市場(chǎng)上觀(guān)察到的獨特需求，比如用戶(hù)希望能夠在4x4的視頻墻中同時(shí)看到多達16個(gè)視頻流。這些需求推動(dòng)Arm再一次邁上新的臺階。

　　Mali-D51是Arm針對主流市場(chǎng)發(fā)布的首款基于Komeda架構設計的Mali顯示處理器，而Komeda架構則在去年隨上一代高端顯示處理器Mali-D71共同發(fā)布。與Mali-D71相比，Mali-D51尺寸縮小30%，專(zhuān)為在更小的硅片面積上提供高品質(zhì)的視覺(jué)體驗而設計。在主流移動(dòng)設備中，用戶(hù)不太可能需要播放大量4K內容(這依舊屬于高端效能領(lǐng)域)，但用戶(hù)仍然需要設備擁有播放4K內容的能力。因此在主流市場(chǎng)中，我們所需要做的就是如何做出明智的選擇，其中可能包括從4K縮小視頻流大小，以滿(mǎn)足用戶(hù)顯示對分辨率的要求。Mali-D51利用這一優(yōu)勢，以60fps顯示高達2048x4096像素的分辨率并且支持Mali-D71的8層數據處理能力。

　　與上一代主流產(chǎn)品Mali-DP650執行雙重顯示相比，Mali-D51在相同面積內實(shí)現了兩倍的場(chǎng)景復雜度。當驅動(dòng)單個(gè)顯示時(shí)，它利用輔助顯示未充分利用的資源向場(chǎng)景添加第二組四個(gè)合成層。除此之外，這些合成層還可以進(jìn)行旋轉、阿爾法混合或縮放，從而實(shí)現了兩倍于Mali-DP650的圖層數據處理能力，這意味著(zhù)我們可以在不需要GPU的情況下支持UI疊加、畫(huà)中畫(huà)等所需的所有附加數據。

　　訪(fǎng)問(wèn)內存是顯示技術(shù)中的一項常規要求。因此，與上一代產(chǎn)品相比，Mali-D51在內存延遲性能方面提升了一倍。搭配CoreLink MMU-600，Mali-D51可在整個(gè)系統中實(shí)現更大的性能增益。為將像素持續驅動(dòng)至顯示面板，處理器需要定期訪(fǎng)問(wèn)系統總線(xiàn)，而將處理器的內存延遲性能提升一倍意味著(zhù)它只需在總線(xiàn)上花費一半的時(shí)間就可以將圖像驅動(dòng)至面板。此舉加速了整個(gè)顯示線(xiàn)程，并大大提高了系統的魯棒性，以防止欠載運行，從而提供無(wú)縫、實(shí)時(shí)性能，避免因任何可見(jiàn)故障或人為因素影響用戶(hù)的視覺(jué)體驗。

　　增值視頻體驗

　　Arm全新推出的視頻處理器Mali-V52同樣是為滿(mǎn)足主流市場(chǎng)不斷增長(cháng)的需求而設計的。上一代Mali-V61旨在實(shí)現最大限度的可擴展性，滿(mǎn)足從最小型、最低功耗的監控攝像頭到最新款頂級智能手機的所有設備要求。相對于上一代支持大范圍用例的特性，Mali-V52則更有針對性，專(zhuān)為主流市場(chǎng)的特定效率加成進(jìn)行了投入。

　　Mali-V52的可擴展性為1-4核(Mali-V61為1-8核)，這是特別針對在硅片面積有限的主流設備上播放4K內容流的情況而設計的，因此比同等性能所需的Mali-V61的尺寸縮小了近40%。顯然，這樣可以為廠(chǎng)商節省巨大的預算。需要強調的是，像Mali-D51一樣，這款全新視頻處理器通過(guò)一系列智能權衡實(shí)現了極大優(yōu)化，為我們的所有合作伙伴提供了廣闊的組合和選擇。對于入門(mén)級設備而言，我們已經(jīng)將每個(gè)內核的解碼性能提高了一倍，這意味著(zhù)在同等的硅片面積內，芯片可以執行4k60解碼或4k30編碼。使用Mali-V61的一個(gè)單核，系統可以解碼1080p60;而Mali-V52的一個(gè)單核可支持4k30或1080p120解碼，對于HEVC、H.264和VP9等主流的視頻標準，該單核的解碼設計性能為上一代的兩倍。

　　Mali-V52的設計旨在確保整體系統的成本和功耗最優(yōu)化。比如，它能夠支持更長(cháng)的系統總線(xiàn)響應時(shí)間而不降低任何性能。搭載Mali-V52，可保證在總線(xiàn)上固定延遲的400個(gè)周期內不丟幀，這一性能是Mali-V61的兩倍。此外，我們投入了大量的精力來(lái)確保該芯片在最高可達5000個(gè)周期內的訪(fǎng)存延遲具有恢復能力，從而使視頻處理器能夠在很多個(gè)時(shí)鐘周期內脫機工作，讓位給包含顯示處理器在內的優(yōu)先級更高的主設備。

　　Mali-V52還可以在保持與以往相同品質(zhì)的前提下降低20%的比特率，這對節省存儲空間作用顯著(zhù)，并能在相同帶寬內實(shí)現最高品質(zhì)。當我們?yōu)閿U大設備存儲空間支付更多費用時(shí)，這一性能提升對終端用戶(hù)使用視頻功能會(huì )產(chǎn)生重大影響。用戶(hù)可以選擇特定的品質(zhì)水平，并根據存儲和功耗的優(yōu)先級進(jìn)行權衡，這正解釋了為什么在移動(dòng)設備中搭載專(zhuān)用的視頻處理器格外重要，而不是讓已經(jīng)超負荷運行的CPU完成所有任務(wù)。

　　如同許多新興技術(shù)一樣，一項在中國市場(chǎng)的推動(dòng)下實(shí)現的用例：僅僅提供簡(jiǎn)單的畫(huà)中畫(huà)已無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，他們希望能夠預覽將要觀(guān)看的節目，而中國用戶(hù)更是希望能夠從多達16個(gè)不斷更新的流媒體頻道中選擇想看的節目。這種希望呈現4x4視頻墻的要求來(lái)自眾多我們在中國的機頂盒和數字電視合作伙伴，并且已經(jīng)明確成為未來(lái)的基本要求，而非錦上添花的功能，我們必須開(kāi)發(fā)出系列IP來(lái)解決這一問(wèn)題。

　　由此，單個(gè)處理器將退居二線(xiàn)，而全套Mali多媒體套件將開(kāi)始登場(chǎng)。

　　協(xié)同讓世界更美好

　　相比獨立產(chǎn)品，組合兩個(gè)及以上Mali多媒體套件處理器可顯著(zhù)提高工作效率。Arm支持完整的軟件堆棧，以便在顯示上啟用硬件編寫(xiě)器功能，從而允許安卓系統查看系統的硬件功能，并推斷它可以將內容發(fā)送至顯示處理器而非GPU——該堆棧能夠發(fā)現硬件并通過(guò)軟件自動(dòng)與其進(jìn)行交互，工程師甚至都無(wú)需考慮硬件。

　　至于上述討論的視頻墻用例，Mali-V52可以同時(shí)對16個(gè)高清視頻進(jìn)行解碼，同時(shí)將它們作為單幀寫(xiě)入顯示處理器。憑借卓越的存儲接口，Mali-D51能夠將該單幀提取出來(lái)并直接發(fā)送到面板，而不會(huì )出現任何額外的瓶頸或卡頓。

　　對于整個(gè)系統，Mali多媒體套件處理器帶來(lái)的實(shí)際增益在于大大節省了GPU的負荷。如果要在GPU上執行旋轉、縮放以及伽瑪校正等任務(wù)，系統功耗將增加30%以上，這是約束移動(dòng)設備的一個(gè)重大問(wèn)題。雖然這并不妨礙用戶(hù)欣賞4K內容，但Mali多媒體IP套件的優(yōu)越之處在于全新的視頻處理器Mali-V52可以在發(fā)送到顯示處理器之前直接將4K內容縮小。這意味著(zhù)用戶(hù)可以在所有消費電子設備上直接觀(guān)看那些由Netflix、亞馬遜等發(fā)行的全新超酷4K節目。不僅僅是4K，Mali-V52支持10bit HDR內容，并且通過(guò)與Mali-D51和Assertive Display 5完美配合，在任何類(lèi)型的面板(無(wú)論是HDR還是SDR)上均可實(shí)現最佳的內容顯示。

　　從數字電視到智能手機，無(wú)論用戶(hù)預算多少，Mali多媒體圖形、視頻和顯示套件都能夠更好地協(xié)同工作，為用戶(hù)提供最高品質(zhì)的視覺(jué)體驗。