مطمئناً نام پردازنده های گرافیکی Mali برای همه شما دوستان عزیز آشناست. این پردازنده های گرافیکی که به صورت اختصاصی توسط کمپانی ARM طراحی میگردند، یکی از سه ضلع قدرت در پردازنده های موبایل امروزی هستند و این شرکت در سری جدید آنها که قرار است در دستگاههای سال آینده میلادی مورد استفاده قرار بگیرد سعی کرده در همه جهات بهترین ها را به تولید کنندگان SoC ها ارائه دهد. با ما همراه باشید با نگاهی بر GPU های سری ARM Mali-T800.
سکانس آخر از جلسه توافق ARM و سامسونگ در استفاده از امتیاز Mali-T800
مقدمه
سری پردازنده های گرافیکی Mali در واقع بخش مالتی مدیا از سیستم روی چیپ (SoC) های طراحی شده توسط کمپانی معظم ARM هستند که برای استفاده در همه رنج های توان پردازشی در گوشی های هوشمند، تبلت ها و تلویزیون های هوشمند میتوانند مورد استفاده قرار بگیرند. شرکت ARM نیز به مانند دیگر شرکت ها GPU های خود را در دو رنج Cost Efficient (قیمت پایین تر و توازن بین توان پردازشی و هزینه تمام شده) و Performance Efficient (تمرکز بر توان پردازشی بیشتر) عرضه میکند و در هر دو گروه همواره کیفیت بالا هدف اصلیست اما سری Cost Efficient تمرکز اصلی را بر کاهش ابعاد تراشه و عرضه برای دستگاههای میان رده قرار میدهند. در مقابل همواره سعی میشود GPU های سری Performance Efficient به نحوی طراحی شوند که بیشترین میزان توان پردازشی گرافیکی را برای ابزارهای رده بالا و پرچمداران عرضه کنند.
50 درصد تبلت ها و 20 درصد گوشی های هوشمند از پردازنده های گرافیکی ARM Mali استفاده میکنند
مزیت دیگر پردازنده های گرافیکی سری Mali، یکپارچگی بیشتر آنها با پلتفرم ARM است. همانطور که میدانید در دنیای امروز ابزارهای موبایل از دو نوع گروه پردازنده ها و پلتفرم ها بیشتر استفاده نمیشود؛ پردازنده های معماری ARM و پردازنده های معماری X86. حساب معماری X86 که به کل از ابزارهای برپایه ARM جداست و در آنها تا به امروز فقط از پردازنده های گرافیکی PowerVR شرکت Imagination استفاده شده است. ولی اگر شما بخواهید پردازنده هایی داشته باشید که از معماری به نسبت بی درد سر تر ARM استفاده کنند دو راه بیشتر ندارید؛ یا باید سراغ پردازنده های گرافیکی شرکت Imagination و یا همان PowerVR که صحبت آنها را کردیم بروید و یا اینکه از پردازنده های گرافیکی Mali استفاده کنید. البته یک پکیج کامل هم وجود دارد که امریکایی های پر مدعای کوالکام تحت عنوان Snapdragon و با پردازنده های گرافیکی Adreno عرضه میکنند که بحث کاملاً جدایی از مطلب ما دارد. در اینجا شرکت ARM همواره پیشنهاد میکند که شما از پردازنده های گرافیکی طراحی شده توسط خود شرکت یعنی سری Mali استفاده کنید و دلیل آن را هم اینگونه بیان میکند که GPU های Mali به راحتی با معماری ARM و پردازنده های سیگنال تصاویر (ISP) که امروزه در بیشتر ابزارهای موبایل مورد استفاده قرار میگیرند، یکپارچه میشود و این GPU ها از یک مجموعه پیش نیاز نرم افزاری از پیش بهینه شده توسط خود ARM و همچنین سیستم مدیریت پهنای باند بین همه قسمت های SoC، بهره میبرند.براساس اطلاعات آماری شرکت ARM، پردازنده های گرافیکی Mali در بیشتر از 50 درصد تبلت ها و همچنین در بالاتر از 20 درصد گوشی های هوشمند مورد استفاده قرار میگیرند. البته ممکن است این اطلاعات چندان بروز نباشند ولی به هر حال میتواند شاخصی نسبی از میزان محبوبیت GPU های Mali باشد.
سامسونگ در چیپست Exynos 7420 مورد استفاده در Galaxy S6 از پردازنده گرافیکی Mali-T760 استفاده کرده است.
اگر اشتباه نکنم اولین اسمارت فون پرچمدار سامسونگ که در آن از پردازنده های گرافیکی Mali استفاده شد، Galaxy S II بود و بعد از آن سامسونگ شروع به استفاده از چیپست های کوالکام روی پرچمداران خود کرد که به این ترتیب S3، S4 و S5 همگی با این چیپست ها روانه بازار شدند و پردازنده های گرافیکی Mali همواره در ابزارهای میان رده سامسونگ مانند Galaxy S5 mini مورد استفاده قرار میگرفتند و بالاخره بعد از سه نسل با ورود عضو ششم خانواده کهکشانی ها، این Mali-T760 بود که در پرچمدار سال 2015 سامسونگ مورد استفاده قرار گرفت. اما این روزها یک همکاری بسیار خوب بین سامسونگ و ARM صورت گرفته که در آن دو شرکت بر این توافق کرده اند تا امتیاز تولید پردازنده های گرافیکی در SoC های Exynos سامسونگ طی 5 سال آینده همگی در اختیار شرکت ARM و پردازنده های گرافیکی Mali باشد. در این توافق آمده است که شرکت سامسونگ در چیپست های آینده خود از GPU های سری تازه معرفی شده Mali-T800 شرکت ARM و همچنین GPU هایی که در آینده توسط این شرکت طراحی خواهند شد، استفاده کند.
در این مقاله قصد داریم تا نگاهی اجمالی بر سری پردازنده ای گرافیکی ARM Mali-T800 بیندازیم که قرار است در تبلت ها و اسمارت فون های رده قیمتی مختلف ابزارهای تولیدی سامسونگ و در سه رده قیمتی موجود، مورد استفاده قرار بگیرند. این سری GPU های شرکت ARM برای رده Cost Efficient پردازنده های گرافیکی Mali-T820 و Mali-T830 و همچنین برای رده Performance Efficient دو عضو Mali-T860 و Mali-T880 را معرفی میکند. حالا به تفکیک به معرفی ویژگی های بارز هر کدام از این GPU ها می‌پردازیم.
Mali-T820؛ مناسب برای میان رده ها
این GPU که از آن به عنوان مقرون به صرفه ترین پردازنده گرافیکی میان رده تاریخ (البته به ادعای ARM) یاد میشود میتواند تجربه اجرای روان بازی های امروزی را به کاربر منتقل کند و از فناوری های مدیریت مصرف انرژی AFBC و Smart Composition شرکت ARM استفاده میکند. این فناوری های برای بار اول است که در GPU های میان رده ARM مورد استفاده قرار میگیرند. AFBC یا ARM Frame Buffer Compression، میزان اطلاعات منتقل شونده بین بلوک های پردازش تصویر داخل چیپست را توسط فناوری فشرده سازی بی اتلاف خاص خود را به حداقل میرساند که این عمل باعث کاهش بار پردازشی وارده بر پردازنده میشود و همچنین به طراحان اجازه میدهد تا بتوانند با توجه به محدودیت های حرارتی که این روزها روی ابزارهای همراه وجود دارد، طراحی های پیچیده تری را برای GPU های موبایل انجام دهند. فناوری Smart Compression هم ترکیب فریم های داده قبلی با فریم های نهایی را مورد بررسی قرار میدهد و مشخص میکند که چه بخشهایی از فریم هایی که قبلاً رندر شده اند و فریم هایی که ترکیب شده اند میتوانند بجای اینکه دوباره به منابع سیستم رجوع شود میزانی از توان پردازشی سیستم هم دوباره در این مرحله هدر برود، مورد استفاده مجدد قرار بگیرند.
این GPU در فرکانس 650 مگا هرتز کار میکند و توان عملیاتی ایده آلی معادل 2.6 گیگا پیکسل بر ثانیه دارد و سیستم فضای رنگی 10 بیتی YUV آن قابلیت دیکد کردن ویدئوهای 4K را به صورت سخت افزاری به پردازنده میافزاید. پشتیبانی از آخرین نسخه های OpenGL، OpenCL، DirectX و Android RenderScript هم از دیگر ویژگی های این پردازنده گرافیکی خوش آتیه است. اگر هم بخواهیم در مورد قدرت این GPU با اعداد و ارقام صحبت کنیم میتوانیم بگوییم که به نسبت نسل قبلی این GPU که Mali-T622 باشد، میزان توان پردازشی تا 40 درصد افزایش پیدا کرده است. با همه ی این ویژگی ها میتوانیم در آینده ای نزدیک شاهد این باشیم که ابزارهای میان رده هم بتوانند به راحتی ویدئوهای 4K را ضبط و پخش کنند که این ویژگی به نوبه ی خود یکی از بهترین اتفاقاتی است که میتوانیم در سال آینده میلادی شاهد آن باشیم.
Mali-T830؛ توازن بسیار عالی بین قدرت و توان مصرفی
Mali-T830 در واقع نسخه ای از Mali-T820 است که هسته های سایه زنی بیشتری دارد و این تعداد بیشتر هسته ها باعث میشود قدرت بیشتری در گرافیک سه بعدی را بتوان به ابزارهای پایین و میان رده همراه اضافه نمود. این GPU یک پایپ لاین محاسباتی بیشتر هم به نسبت T820 دارد و همین ویژگی به آن کمک میکند تا بتواند عملیات ریاضی تقسیم اعداد را با سرعت بیشتری انجام دهد. علاوه بر این T830 از 4 واحد اولویت بندی (Prioritization) و واحد پیشرفته Z Testing (واحدی که در آن عمق تصویر سه بعدی اندازه گیری و تخمین زده میشود) استفاده میکند که همه ی این موارد باعث افزایش 55 درصدی بهبود عملکرد در مقایسه با GPU نسل قبلی خود یعنی Mali-T622 میشود. سرعت کلاک این GPU هم 650 مگاهرتز است و توان عملیاتی معادل 2.6 گیگا پیکسل بر ثانیه را ارائه میدهد.
Mali-T860؛ مناسب برای حرفه ای ها
خب حالا وقت آن رسیده تا با رده بالا ها بیشتر آشنا شویم. Mali-T860 از رده ی Performance Efficient یک GPU رده بالاست که برای ابزارهای همین رده طراحی شده و 16 هسته سایه زنی را در داخل خود جای داده است.علاوه بر AFBC و Smart Composition، در این GPU از تکنیک Transaction Elimination، روشی مشابه و اما بهینه تر ازSmart Composition برای مدیریت و کاهش بیشتر پهنای باند اشغال شده در انتقال داده ها نیز استفاده میشود. همچنین در این GPU مسیرهای ارتباطاتی سخت افزاری بسیار مفید داخل تراشه ای که با بهره گیری و در نظر گرفتن پشته ی (stack) مالتی مدیای اندروید بهینه شده اند و به درایور های این سیستم عامل اجازه میدهند تا در ارتباط با یکدیگر در SoC های ARM به صورت بهینه تری تعامل کنند، پهنای باند مصرفی داده ها کمتر شده و میزان توان مصرفی GPU هم کاهش پیدا میکند. T860 هم به مانند T830 در فرکانس 650 مگا هرتز کار میکند و حداکثر توان عملیاتی معادل 10.4 گیگا پیکسل بر ثانیه دارد.
Mali-T880؛ بینهایت ها در دنیای گرافیک موبایل
در آخر هم به صلاح سنگین توپخانه ARM در حوزه GPU های این دوره رسیدیم. این پردازنده گرافیکی به نسبت هم رده نسل پیشین خود یعنی Mali-T760 توان 1.8 برابر بیشتری دارد که در اسمارت فون Samsung Galaxy S6 مورد استفاده قرار گرفته و در عین حال میزان 40 درصد هم توان الکتریکی کمتری مصرف میکند. در این GPU علاوه بر همه تکنیک های بهینه سازی که در بالا شرح دادیم از یک روش انحصاری پیاده سازی حذف پیکسل متأخر یا Forward Pixel Kill استفاده میشود که با حذف عملیات اضافی در پایپ لاین رندرینگ، میزان کارآیی مجموعه را افزایش میدهد. البته این نکته را هم باید بگوییم که Mali-T880 از همه API های گرافیکی نسل های بعدی که تنظیم شده و در استانداردها ثبت شده اند نیز پشتیبانی میکند. هسته های سایه زنی این پردازنده گرافیکی در سرعت 850 مگا هرتز کلاک میخورند و GPU غول پیکر ما میتواند توان عملیاتی ماکزیممی تا 13.6 گیگا پیکسل بر ثانیه را ارائه دهد.
سخن پایانی
همانطور که در بالا خواندید با وجود Mali-T860 و Mali-T880 میتوان به همه نیازهای دستگاههای رده بالای موبایل در حوزه پردازش گرافیکی برای ابزارهای نسل بعدی پاسخ داد و اگر توان پردازشی مناسب، مصرف توان کاهش یافته، توانایی تعامل با محتوای Ultra-HD و در عین حال قیمت کمتر مد نظر باشد هم Mali-T820 و Mali-T830 میتوانند صلاح هایی باشند تا به وسیله آنها به جنگ استانداردهای گرافیکی آینده رفت و در عین حال، در میزان فضای اشغال شده توسط واحد GPU در داخل SoC هم میتوان صرفه جویی بسیار زیادی را به همراه داشت. همه ی این بهبود های سخت افزاری میتوانند باعث بهبود های نرم افزاری چون رابط های کاربری روان تر و عملکرد گیمینگ بهتر برای ابزارهای اندرویدی میان رده شوند و همراه با این بهبود ها، میزان مصرف باتری هم کاهش چشمگیری خواهد یافت. همچنین ARM از سیستم مدیریت حافظه بسیار مناسبی برای GPU های خود استفاده کرده است که به صورت مجزا، باعث بهبود مصرف توان در هنگام رندرینگ رابط های کاربری اپلیکیشن های اندرویدی میشود.
در آخر هم این را به شما دوستان بگویم که پیش بینی میشود اولین دستگاههای که از GPU های سری Mali-T800 استفاده میکنند از اوایل سال 2016 میلادی روانه بازار شوند.
منابع: Wikipedia, ARM, PhoneArena
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت