ARM新GPU架構Midgard

ARM公司對於能夠在 移動設備 佔有絕大部分的份額一直是頗感自豪。但是ARM公司並不只將目光放在處理器核心上,現在也開始在GPU核心上發力。該公司的研發目標之一就是通過CPU核心與GPU核心的 聯合異構計算 以 提升性能/功耗表現,因此ARM公司新一代GPU核心就支持 充足的通用處理功能。

     ARM公司將挪威GPU開發廠商Falanx購入旗下,之後就推出了由Falanx開發的 Mali品牌 的GPU核心。包括有Mali-200,Mali-400MP,Mali-300等「Utgard」系列產品,其主要面向的是當前的主流產品,並已經在三星公司的Android智能手機「Galaxy S II」等上得到了應用。 


    不過Utgard系列屬於採用 垂直型圖形管線構造的架構,各自擁有 頂點着色器 和 像素着色單元 的架構,相當於PC產品上DirectX 9時代的架構,因此在非圖形處理的通用性上要低許多。因此ARM對架構進行了更新,開發 與當前PC上GPU一樣 的統一架構,也就是最新推出的「Midgard」系列


       最早推出基於Midgard架構的GPU,就是去年(2010年)11月發佈的「Mali-T604」,而第二代產品就是今年(2011年)11月率先在日本推出的「Mali-T658」。T658與T604一樣均屬於Midgard系列,不過在架構上獲得了長足的改進。Mali-T604則是ARM在2012年面向高端移動產品推出的GPU核心,將會與ARM下代CPU核心「Cortex-A15」配合使用。

      Midgard架構的特點 就是在提升通用處理功能的同時,依然保持足夠的圖形處理效率。包括有64-bit雙精度浮點運算和64-bit整數運算,64-bit尋址,shader單元間的內存同步,並全兼容OpenCL 1.1。我們都知道NVIDIA和AMD的下代GPU核心將會對通用處理進行優化,而在移動市場上,Midgard主要的競爭對手有Imagination Technologies公司的PowerVR顯卡,相對而言Imagination在通用計算的優化上則要慎重得多(下代PowerVR變化並不大)。

       而作爲第二代Midgard架構的Mali-T658,是基於Mali-T604的基本架構開發而來。Mali-T604有4個shader,而Mali-T658則增加至8個。  Mali-T604配備了擁有4個shader單元和二級高速緩存的核心羣。而Mali-T658的組數則提升了2倍 ,配置爲2個擁有4個shader和L2緩存的核心羣。如果換一種說法,可以將Mali-T658稱爲雙GPU構成

    兩個核心羣被合併後,通過單一的dispatcher,每個核心羣都會分到相同的處理任務。而shader間的內存同步以及核心羣間的SCU依然保持。不過核心羣間依然採用獨立的L2 緩存和snoop單元,彼此之間的聯繫通過AMBA4總線實現。因此可以認爲任務的分配可以根據需要實現最佳化。

     Mali-T658的shader單元也是由Mali-T604發展而來。Mali-T604擁有2個運算管線,而Mali-T658則提升至4個。指令發出端口的數量比Mali-T604多 。


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