Графичният процесор (GPU) е еднакво важен компонент на SoC на мобилно устройство, отколкото (CPU). През последните пет години бързото развитие на мобилните платформи Android и iOS стимулира разработчиците на мобилни графични процесори и днес никой не е изненадан от мобилните игри с триизмерна графика на PlayStation 2 или дори по-висока. Втората статия от цикъла "Little On the Mobile Iron", посветена на графичните процесори.

Понастоящем повечето графични чипове се произвеждат, като се използват следните ядра: PowerVR (Imagination Technologies), Mali (ARM), Adreno (Qualcomm, преди ATI Imageon) и GeForce ULP (nVIDIA).

PowerVR е разделение на технологиите за въображение, които в близкото минало са разработили графики за настолни системи, но под натиска на ATI и nVIDIA са били принудени да напуснат този пазар. Днес PowerVR развива, може би, най-мощния GPU за мобилни устройства. PowerVR чиповете се използват при производството на процесори от компании като Samsung, Apple, Texas Instruments и т.н. Например, различни версии на GPU PowerVR се инсталират във всички поколения на Apple iPhone. Действителните са серията от чипове 5 и 5XT. Петата серия включва едноядрени чипове: SGX520, SGX530, SGX531, SGX535, SGX540 и SGX545. Чиповете серия 5XT могат да имат от 1 до 16 ядра: SGX543, SGX544, SGX554. Спецификациите на шестата серия (Rogue) се изясняват, но обхватът на изпълнение на серийните чипове е 100-1000GFLOPS.

Mali е графичен процесор, разработен и лицензиран от британския ARM. Mali чиповете са част от различните SoCs, произведени от Samsung, ST-Ericsson, Rockchip и др. Например Mali-400 MP е част от Samsung Exynos 421x SoC, използван в смартфони като Samsung Galaxy SII и SIII, в две поколения на "smartplate таблета "Samsung Note. Действително днес е Mali-400 MP в двойни и четириъгълни версии. Mali-T604 и Mali-T658 чиповете са на път, а изпълнението им е до 5 пъти по-високо от това на Mali-400.

Adreno са графични чипове, които се разработват от едноименната дивизия на американския Qualcomm. Името Адрено е анаграма от Радеон. Преди Qualcomm дивизията беше собственост на ATI и чиповете бяха наречени Imageon. През последните няколко години Qualcomm използва чипове от серията 2xx в производството на SoC: Adreno 200, Adreno 205, Adreno 220, Adreno 225. Последният списък е напълно чист чип - направен по 28nm технология, най-мощната от серията Adreno 2xx. Неговата производителност е 6 пъти по-висока от тази на "стария човек" Adreno 200. През 2013 г. все повече устройства ще получат Adreno 305 и Adreno 320 графични процесори 320. вече е инсталиран в Nexus 4 и китайската версия на Nokia Lumia 920T, в някои отношения чипа 2 пъти по-мощен от 225-ия.

GeForce ULP (ултра ниска мощност) е мобилна версия на видео чипа от nVIDIA, част от системата Tegra на чип от всички поколения. Едно от най-важните конкурентни предимства на Tegra е специализираното съдържание, предназначено само за устройства, базирани на този СоК. NVIDIA традиционно има близки отношения с разработчиците на игри, а техният екип за разработка на съдържание работи с тях за оптимизиране на игри за графични решения на GeForce. За достъп до тези игри nVIDIA дори стартира приложението Tegra Zone Android, специализиран партньор на Android Market, където можете да изтегляте приложения, които са оптимизирани за Tegra.

Ефективността на GPU обикновено се измерва с три параметъра:

- броя триъгълници в секунда, обикновено в милиони - Mega (MTriangles / s);

- броят на пикселите в секунда обикновено е в милиони - Mega (MPixel / s);

- Броят на операциите с плаваща запетая за секунда е обикновено в милиарди - Giga (GFLOPS).

За флопове е необходимо малко обяснение. FLOPS (операции за запълване на една точка) е броят изчислителни операции или инструкции, които се изпълняват на операнди с плаваща запетая (запетая) за секунда. Операндът с плаваща запетая е число, което не е число (би било по-правилно да се казва "плаваща точка", защото запетаята е знакът, разделящ цялото число от частичната част на руски). Разбирането на кой графичен процесор е инсталиран на вашия смартфон ще ви помогне ctrl + f  и таблицата по-долу. Имайте предвид, че GPU на различни смартфони работят на различни честоти. За да се изчисли ефективността на GFLOPS за даден модел, броят, посочен в колоната "Performance in GFLOPS", се дели на 200 и се умножава по честотата на отделен графичен процесор (например в Galaxy SIII GPU работи на 533 MHz, което означава 7.2 / 200 * 533 = 19.188) :

Име на смартфон / таблет процесор Графичен процесор Изпълнение в GFLOPS
Samsung  Galaxy S 4 Samsung Exynos 5410 PowerVR SGX544MP3 21.6 @ 200 MHz
HTCедин Qualcomm Snapdragon 600 APQ8064T Adreno 320 20.5 @ 200 MHz
Samsung  Галакси S III, Галакси Бележка II, Галактика Бележка 10.1 Samsung Exynos 4412 Mali-400 МР4 7.2 @ 200 MHz
Samsung  Chromebook XE303C12, Nexus 10 Samsung Exynos 5250 Mali-T604 МР4 36 @ 200 MHz
Samsung  Galaxy S II, Galaxy Note, раздел 7.7, Galaxy Tab 7 Plus Samsung Exynos 4210 Mali-400 МР4 7.2 @ 200 MHz
Samsung  Galaxy S, Wave, Wave II, Nexus S, Galaxy Tab, Meizu  M9 Samsung Exynos 3110 PowerVR SGX540 3.2 @ 200 MHz
ябълка  iPhone 3GS, iPod touch 3gen Samsung S5PC100 PowerVR SGX535 1.6 @ 200 MHz
LG  Optimus G, Nexus 4, Sony  Xperia z Qualcomm APQ8064 (Krait ядра) Adreno 320 20.5 @ 200 MHz
HTC  Един XL, Nokia  Lumia 920, Lumia 820, Motorola  RAZR HD, Razr M, Sony  Xperia v Qualcomm MSM8960 (Krait ядра) Adreno 225 12.8 @ 200 MHz
HTC  One S, Windows Phone 8x, Sony  Xperia tx / t Qualcomm MSM8260A Adreno 220 ~ 8.5 * @ 200 MHz
HTC  Desire S, Incredible S, Desire HD, SonyEricsson  Xperia Arc, Nokia  Lumia 800, Lumia 710 Qualcomm MSM8255 Adreno 205 ~ 4.3 * @ 200 MHz
Nokia  Lumia 610, LG  P500 Qualcomm MSM7227A Adreno 200 ~ 1.4 * @ 128MHz
Motorola  Milestone, Samsung  i8910, Nokia  N900 TI OMAP3430 PowerVR SGX530 1.6 @ 200 MHz
Samsung  Galaxy Nexus, Huawei  Ascend P1, Ascend D1, Амазонка  Kindle Fire HD 7 " TI OMAP4460 PowerVR SGX540 3.2 @ 200 MHz
RIM  BlackBerry Playbook, LG  Optimus 3D P920, Motorola  ATRIX 2, Milestone 3, RAZR, Амазонка  Kindle Fire първото и второто поколение TI OMAP4430 PowerVR SGX540 3.2 @ 200 MHz
Motorola  Defy, Milestone 2, Cliq 2, Defy +, Droid X, Nokia  N9, N950, LG  Optimus Black, Samsung  Galaxy S scLCD TI OMAP3630 PowerVR SGX530 1.6 @ 200 MHz
Acer  Iconia Tab A210 / A211 / A700 / A701 / A510, ASUS Transformer Pad, Google Nexus 7, Eee Pad Transformer Prime, Transformer Pad Infinity, Microsoft  Surface, Sony  Xperia Tablet S, HTC  Един X / X +, LG  Optimus 4X HD, Lenovo  IdeaPad Йога nVidia Tegra 3 GeForce ULP 4.8 @ 200 MHz
Acer  Iconia Tab A500, Iconia Tab A501, Iconia Tab A100, ASUS  Eee Pad Slider, Eee Pad Transformer, HTC  Sensatoin / XE / XL / 4G, Lenovo  IdeaPad K1, ThinkPad Tablet, LG  Optimus Pad, Optimus 2X, Motorola  Atrix 4G, Electrify, Photon 4G, Xoom, Samsung  Galaxy Tab 10.1, Galaxy Tab 8.9, Sony  Таблетка Р, таблетка S nVidia Tegra 2 GeForce ULP 3.2 @ 200 MHz
ябълка  iPhone 5 Apple A6 PowerVR SGX543MP3 19.2 @ 200 MHz
ябълка  iPad 2, iPhone 4S, iPod touch 5gen, iPad mini Apple A5 PowerVR SGX543MP2 12.8 @ 200 MHz
ябълка  iPad, iPhone 4, iPod touch 4gen Apple A4 PowerVR SGX535 1.6 @ 200 MHz

* - данните са приблизителни.

Позволете ми да ви дам друга маса с абсолютните показатели за ефективност на най-популярните смартфони от горния ценови диапазон:

* - неофициални данни.

Силата на мобилната графика расте от година на година. Още тази година можем да видим игри на ниво PS3 / X-Box360 на най-смартфоните. Заедно с мощността, консумацията на електроенергия на SoC се увеличава значително и автономията на мобилните устройства е неразумно намалена. Е, ще чакаме пробив в производството на източници на енергия!

Друг енергиен мениджър в модерно мобилно устройство определено е дисплей. Екранът в мобилните телефони става все по-красив. Показванията на смартфони, пуснати с разлика само за една година, са много различни в качеството на картината. В следващата статия от цикъла ще говоря за дисплеите: какви са видовете, какво е PPI, какво прави консумацията на енергия и т.н.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | Китайските чипове са готови да завладеят света

Rockchip, Allwinner, Spreadtrum и MediaTek са тези марки, които повечето потребители може да не познават, но всички тези компании се конкурират със Samsung, Qualcomm и Nvidia за пазарния си дял сред устройствата с Android.

Когато става въпрос за Android, често се споменават продукти като Nexus на Google, серията Galaxy на Samsung или Asus Transformer, както и устройства HTC, LG и Sony. И понякога, в зависимост от успеха на маркетинговите кампании и "от уста на уста", стават известни имената на SoC платформите, използвани в тези смартфони и таблети: Exynos, Snapdragon, Tegra. Все повече компании се конкурират помежду си за парите си, увеличават обхвата на продуктите, а китайските производители на SoC платформи непрекъснато навлизат на пазара за устройства с ниска цена. Android, iOS и други мобилни платформи до голяма степен зависят от британската компания ARM Holdings. Нейната история ни препраща към първия търговски успешен 8-битов домашен компютър, създаден в началото на 80-те и наречен BBC Micro. Това беше един от трите компютъра, които бутаха движението на британските и европейските пазари на домашни персонални компютри. Конкурсът BBC Micro, заедно с друга 8-битова система, Sinclair ZX Spectrum, вече е слязла в историята и се е превърнала в легенда.

След успеха на BBC Micro, Acorn, който създаде този компютър, започна да прави първите стъпки към оптимизирането на 16-битовите процесори. Чрез разумно опростяване и премахване на често повтарящите се инструкции, Acorn разработи по-мощно устройство, което може да покаже по-добра производителност на по-ниска цена. Този подход се нарича RISC, т.е. "компютър с намален набор от команди". Тази технология за първи път се появи през 1983 г. в 16-битова машина Acorn RISC, или ARM за кратко, една от първите наистина работещи мултитаскинг операционни системи (RISC OS), която между другото беше пусната отново с отворен код за популярния Raspberry Pi PC - още едно устройство на ARM платформата.

Като се съсредоточи върху производителността, компанията създаде своя собствена гама от персонални компютри и операционни системи RISC за следващото десетилетие. ARM Holdings по-късно се премести в разработването на платформи от първо ниво за всички видове устройства - от обикновени дискови контролери до мобилни компютърни системи от Compaq iPAQ до Apple iPad и, разбира се, повечето устройства с Android.

Разпространението на технологията беше активирано, когато ARM Holdings направи разумно решение да не се ангажира директно в производството. В края на 70-те години ARM се превърна в разработчик в областта на полупроводниковата технология без собствени производствени мощности (fabless), които позволиха да се съсредоточат изключително върху разработването на решения и да извършват непрекъснато модернизиране на RISC архитектурата, без да се разсейват от производствения процес. Тази позиция ускори процеса на разработване и позволи да се компенсират разходите, направени в процеса на проектиране. Това стана възможно благодарение на фокуса на компанията върху продажбата на лицензи за ARM на различни компании, които наистина знаят как правилно да прилагат тези идеи в производството.

Този подход също е от полза, тъй като позволява на лицензополучателите да персонализират платформи за изпълнение на определени задачи и функции. Възможно е не само да се включат GPU, RAM и модем в платформата, но и да се променят тези компоненти в зависимост от ориентацията на устройството или бюджетните ограничения. Дори може да се каже, че платформите ARM могат да бъдат проектирани по поръчка, което е от особено значение за компаниите, които искат да създадат устройства за голямо разнообразие от пазари и да отговорят на различните нужди на потребителите.

Предвид разнообразието на пазара, възможността за иновации и съсредоточаване върху решения от нисък клас, ARM платформи и цялата индустрия на полупроводници са буквално идеални за китайските компании.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | Китай се нуждае от Android, но не от Google

Успехът на китайските компании на мобилния пазар стана възможно главно поради Android. Независимите доставчици на хардуер (IHV), които използват китайски платформи за таблетите си, обикновено използват операционната система от Google, защото не изискват никакви разходи и имат код с отворен код. Android е само този компонент, който позволява устройствата с цена от $ 100 до $ 200 да работят на ниво водещи устройства на цена от $ 600. Някои купувачи на китайски таблетки могат да се похвалят, че техните смартфони и таблети с ниска цена са в състояние да направят всичко същото като повечето премия. В известен смисъл, те са прави. Но всичко не е толкова просто. В много случаи думата "евтина" може да означава "затворен код".

Това е точно проблемът. Докато Android (по-специално Проектът с отворен код на Android) е с отворен код, много от китайските доставчици на SoC не поддържат тази инициатива. Валидна критика е приложима към някои от тези компании и също така засяга развитието на бизнеса им: те свободно се наслаждават на предимствата на Android, но не предлагат нищо в замяна. Фирми като Rockchip, MediaTek и Allwinner използват затворен код, което затруднява собствениците на продукти на тези платформи да променят версията на Android, която е инсталирана на устройства. Освен това, използването на ROM от CyanogenMod, Paranoid Android и AOKP става почти невъзможно.

Борбата срещу Rockchip все още доведе до известен успех - испанският производител на таблети отвори изходния код. На свой ред, бета версия на Ubuntu за SoC платформи. Оттогава тя се развива, урежда и сега е известна с не толкова успешното име PicUntu. Той не поддържа пълно хардуерно ускорение, но иначе той е пълен.

И за Linux. Повечето потребители на устройства на чип RK3066 останаха на по-стари версии на Android и ситуацията едва ли ще се промени скоро. В същото време по-модерният 4-ядрен RK3188 все още не е запознат с Linux, което е още по-разочароващо, тъй като в някои случаи устройствата на чипа RK3188 идват с 2 GB RAM и са много по-мощни от решенията, базирани на по-старите RK3066.

Поради тези причини, китайските платформи и устройства на SoC, които се основават на тях, просто се обезценяват в сравнение с подобни устройства в по-известните марки - Qualcomm, Samsung и Nvidia. Въпреки че компании с такива големи имена понякога използват затворен код, съществуват и алтернативи на предварително инсталираните версии на Android. XDA има много форуми, посветени на устройства, базирани на Snapdragon, Exynos и Tegra. Въпреки това общностите, посветени на китайските платформи, не са толкова информативни и повечето собственици трябва да търсят алтернативни решения в по-малко известни форуми и много от форумите нямат подкрепа или са напълно непрофесионални.

Изглежда също така тревожно, че китайските компании започват да "смазват" Android, за да намалят въздействието на Google Open Handset Alliance (OHA) и да въведат собствени услуги вместо Google Play.

Сега виждаме две основни офшоти на Android в Китай: това са операционната система LeWa, а също и спорната операционна система Aliyun, която е била хваната да разпространява пиратски версии за продажба на игри с Android, което може да бъде голям проблем в бъдеще.

В допълнение, китайските версии на Android не са твърде изравнени с отворените интерфейси Flyme и MIUI. Flyme се предлага на различни телефони Meizu и MIUI може да се намери на Xiaomi устройства или като ROM на други устройства. И двамата действат по същия начин като Sense на HTC или TouchWiz от Samsung. Въпросът е, че и двете китайски операционни системи използват затворен код и изглежда като игнориране на лиценза за Android AOSP GPL. Цялата тази ситуация създава опасен прецедент, тъй като в бъдеще потребителите могат да останат без актуализиран софтуер.

Тази тенденция вероятно е притеснителна за феновете на AOSP и разработчиците на ROM и поставя съмнения относно бъдещето на китайските платформи и устройства.

Сега нека разгледаме по-отблизо китайските платформи SoC и да започнем с Rockchip.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | Rockchip

Фуджоу Рокчип Електроника Ко ООД, или, по-просто, Rockchip, е създадена през 2001 г. в китайския град Фуджоу. Тя разработва и разработва интегрални схеми, по-специално SoC платформи, и притежава ARM лиценз, използвайки архитектурата в повечето от устройствата си. Внимание Rockchip, преди всичко, се фокусира върху пазара на таблети и PMP медийни плейъри, така че платформата на тази компания не съдържа никакви комуникационни компоненти, с изключение на Wi-Fi.

SoC процесор графики Максимална резолюция Поддръжка на камерата
RK2918 Cortex А8 (1 - ядрен) @ 1 -1.2 GHz Vivante GC800 @ 575 MHz 1280x800 5 Mp ISP 1080p @ 30 FPS
RK3066 Mali-400 МР4 @ 400 MHz 2048x1536 5 Mp ISP
RK3026 Mali-400 МР2 @ 330 MHz 1920x1080 5 Mp ISP 1080p @ 30 FPS
RK3168 Cortex A9 (2 - ядрени) @ 1.2 - 1.5 GHz Mali-400 МР4 @ 400 MHz 1920x1080 5 Mp ISP 1080p @ 30 FPS
RK3188 Cortex A9 (4 - ядрени) @ 1,6 GHz Mali-400 МР4 при 600 MHz 2048x1536 5 Mp ISP 1080p @ 30 FPS (поддръжка на h.265 / VP9)
RK3288 Cortex A17 (4 ядрени) @ 1,8 GHz Mali-T764 @ 400 MHz 3840x2160 13 Mp ISP 1080p @ 30 FPS / 4k @ 30 FPS

RK2918


През 2012 г. бе пусната първата в историята на компанията чип с архитектурата на ARMv7. Той е оборудван с процесор Cortex-A8 и графичен процесор Vivante GC800, като поддържа резолюция на дисплея до 1280x800 пиксела и използва 1080p видео кодиране и възможности за декодиране. Забележителна особеност на този процесор е фактът, че той е един от първите, който поддържа декодера VP8 в своята цялост.

През 2012 г. се появи Rockchip RK3066, базиран на 40-нанометрова процесна технология с 1.6 GHz ARM Cortex-A9 двуядрен процесор, GPU Mali 400 и двуканална поддръжка за DDR3 RAM. Тя е проектирана да се конкурира с двуядрения Samsung Exynos 4 и доказа, че е високо ниво в бенчмарка, като е успяла да получи около 7 000 точки в AnTuTu.

В известен смисъл тази платформа надхвърля възможностите на конкурентите, предлагайки поддръжка за по-бърза памет до 2 GB (въпреки че тази рядкост се постига рядко) и екрани с разделителна способност 1920x1080 пиксела (което, доколкото разбираме, никога не е било реализирано в реални устройства, защото Чипсетът е предназначен за по-скъпи решения), както и поддържа до пет докосвания на допирния интерфейс.

RK3066 е широко разпространена в таблети от много китайски и европейски производители, включително Cube, Pipo и Archos. Всъщност, Archos продаде устройства, базирани на RK3066 в края на 2012 година. Този чип е използван в бюджетните устройства на Arnova, както и в геймпад с игрален контролер, предназначен за игри. RK3066 също стана част от съперника на OUYA, конзолата GameStick.

Устройствата, базирани на RK3066, обикновено са особено популярни в 10-инчовия формат от началото до средата на 2012 г. и продължават да се продават добре през цялата година. RK3066 също така успя да завладее класа на устройствата на HDMI-set-top-boxes и по този начин да прослави HDMI устройствата Android Media, тъй като този чип беше използван в 20 вида такива решения.

Интересното е, че Archos пусна 97 Titanium HD, разширявайки границите на използване на RK3066, тъй като оборудва устройството си с ретинен дисплей с разделителна способност 2048x1536 пиксела. И макар че в игрите този модел не е толкова добър, колкото неговите приятели с резолюция 800p, решават доста добре сърфирането в Интернет и различните ежедневни задачи, което доказва, че RK3066 е наистина много гъвкав.

Успехът на RK3066 позволи значително увеличение на скоростта, а RK3188 вече стана представител на класа на четирите ядра. Евтините таблетки, базирани на такива чипове, развиват производителност до ниво на премиум устройства като Transformer Pad Infinity на Tegra 3.


Платформата беше проектирана в съответствие с технологията за 28-нанометрови процеси и беше оборудвана с четириядрен процесор Cortex-A9 и Mali MP4 графика, а обстановката около нея беше толкова голяма, че на Cube U30GT2 и PIPO M4 Pro бе събран рекорден брой предварителни поръчки. Увеличаването на производителността на GPU и CPU означаваше пускането на повече устройства с резолюция на екрана от 1920x1200 пиксела и компанията се справи с това без никакви проблеми, отчасти защото всички устройства използват стандартна 2 GB DDR3 RAM. Всъщност, единствените устройства, базирани на RK3188 с 1 GB RAM, се превърнаха в HDMI приемник.

В критериите, чипсетът успя да се установи в диапазона от 14,000 - 18,000 пункта в AnTuTu, след като остана зад Tegra 3, но с по-ниска цена.

Като се има предвид, че SoC има само двуядрен процесор Cortex-A9, както и графичен процесор, който обикновено е включен в платформата заедно с Cortex-A7, RK3168 може да се счита за бюджетна ревизия на RK3188. Той е предназначен за 7-инчови таблетки, които обикновено са по-евтини.

RK3288 е най-свежият и най-мощен платформа от Rockchip, която се очаква да бъде пусната тази година. Той ще бъде оборудван с 1.8 GHz Cortex-A17 процесор, както и с GPU Mali-T760. Първоначално се предполагаше, че Rockchip ще използва Core Cortex-A12, но след неочакваното пускане на ARM Cortex-A17, Rockchip бързо обновява платформата си.


Cortex-A17 ще бъде съсредоточен върху пазара на средните устройства през 2015 г., докато Cortex-A57 ще продължи да завладява решения от висок клас и може да бъде съответно модернизиран. За съжаление, Cortex-A17 не използва подобрената ARMv8 архитектура и все още остава 32-битов чип. За устройство на това ниво през 2015 г. това не е много изгодно решение, но най-вероятно в този случай Rockchip избра да спаси. Ето защо компанията избра Cortex-A17, вместо по-мощните чипове на средно ниво.

Що се отнася до GPU, изглежда, че Rockchip не спестява разходи, използвайки графиките от висок клас на Mali-T764. Като се има предвид, че Rockchip се фокусира основно върху таблетите, не е толкова изненадващо, че виждаме редовна CPU и мощен графичен процесор на тази платформа. Таблетите обикновено използват по-високи разделителни способности от смартфоните и по-мощният графичен процесор при използване на по-малко продуктивен процесор ще осигури на устройството нормална температура и икономия на батерията, отколкото ако в платформата са използвани само съвременни компоненти.

GPU също така поддържа най-новите мобилни графики и 4K видео декодиране, както и HDMI 2.0 и 10-битово възпроизвеждане на цветове, ако искате да свържете таблета си към 4K телевизор.

Наскоро, в партньорство с Intel, Rockchip разработи базирана на FinFET платформа с технология 28 nm и използваща ядрото на Atom. Intel се надява, че това ще намали цената на Atom, която може да стане част от по-евтините платформи. Остава да видим колко конкурентни ще бъдат тези чипове, особено предвид факта, че собствените устройства на Atom (22 nm) едва ли са толкова бързи, колкото конкуренцията с висококачествени чипове ARM. По-скоро тези платформи са насочени към пазара на устройства на средно ниво и в същото време използват модеми Intel 3G. В същото време RK3288 на ARM ще бъде доставен тази година с поддръжка на 4G LTE.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | MediaTek


MediaTek е непроизводствен производител на полупроводници, който се фокусира върху мобилни телефони с 3G GSM HSPA + и WCDMA, както и платформи phablet. Той произвежда енергийно ефективни и продуктивни чипове, като доскоро използва процесори ARM Cortex-A7 с ниска консумация на енергия и мощни GPU, което спестява енергия от устройства на тази платформа и същевременно осигурява високопроизводителна обработка на приложения и мултимедия.

SoC процесор графики Максимална резолюция Поддръжка на камерата Видео кодиране / декодиране
MT6572 Cortex A7 (2 - ядрени) @ 1,3 GHz Mali-400 МР1 при 500 MHz 960x540 5 Mp ISP 720p @ 30 fps
MT6573 ARM11 @ 650 MHz PowerVR SGX531 @ 281 MHz 854x480 8 Mp ISP 480p @ 30 fps
MT6575 Cortex A9 (1 - ядрен) @ 1 GHz 960x540 5 Mp ISP 720p @ 30 fps
MT6577 Cortex A9 (2 - ядрени) @ 1 GHz PowerVR SGX531 Ultra @ 522 MHz 1280x720 8 Mp ISP 1080p @ 30 FPS
MT6589 Cortex-A7 (4-core) @ 1.2 GHz PowerVR SGX544 @ 286 MHz 1920x1080 13 Mp ISP 1080p @ 30 FPS
MT6592 Cortex-A7 (8-ядрен) @ 1.7 - 2 GHz Mali-450 @ 700 MHz 1920x1080 16 Mp ISP 1080p @ 30 FPS (поддръжка за h.265)
MT6595 Cortex A7 (4 - ядрени) @ 1,7 GHz / Cortex A17 (4 - ядрени) @ 2,2 GHz PowerVR 6200 @ 600 MHz 2560x1600 20 МР ISP 2160p @ 30 FPS (поддръжка за h.265)
MT6732 Cortex A53 (4 - ядрени) @ 1,5 GHz Mali-T760 MP2 при 500 MHz 1920x1080 13 Mp ISP 2160p @ 30fps (поддръжка за h.265)

Чипове за смартфони

MT6572


Това е един от най-новите чипове на компанията, който се появи през 2013 година. Тя е насочена към устройства с ниска цена и се състои от 1.2 GHz Cortex-A7 процесор и Mali-400 MP1 500 MHz графичен двигател. Както можете да си представите, той не поддържа много високи разделителни способности - максималната стойност е 960x540 пиксела, докато видеоклипът може да се запише при максимална резолюция от 720p при кадри от 30 FPS. Но от платформата за устройства с входно ниво трудно биха могли да се очакват по-добри резултати.

MT6573 се основава на много по-стара ARMv6 архитектура, най-вероятно по икономически причини. МедияТек изглежда, че ще го използва в изключително евтини смартфони, които отговарят на минималните изисквания за стартиране на Android, и макар че с Cortex-A7 може да се използва в почти всички устройства с входно ниво, няма да го видим за една година. Чипът не поддържа възпроизвеждане на видео над 480p, въпреки че работи с 8-мегапикселови камери.

Корпусът Cortex-A9 е доста стар, но все още се използва в някои устройства. По отношение на ефективността, това е кръстоска между MT6573 и MT6572, тъй като последната има по-висока тактова честота и има две ядра. Чипът поддържа разделителна способност от 960x540 пиксела и възпроизвеждане на 720p видео и работи с 8 мегапикселови камери.

През 2012 MediaTek разработи по-евтина версия на тази платформа, наречена MT6575M. Неговият графичен процесор е бил половината по-бавен и в производството на 65-нанометрова технология.

MT6577 също така съдържа и по-стария двуядрен процесор Cortex-A9 с 1 гигахерцов ток, който все още се произвежда от MediaTek поради популярността му, тъй като чипът е бил използван в много телефони, които са заснели 720p видео през 2012 г.

Независимо от възрастта си, чипът все още поддържа 720p резолюция, пълно възпроизвеждане на HD видео и 8-мегапикселова камера, която остава сравнително рентабилно решение на добра цена.

Различни опции за MT6589


Друга популярна платформа е MT6589, и е толкова в търсенето, че MediaTek създаде още две версии на този чип - по-малко бързо (MT6589M) и по-бързо (MT6589T).

И трите чипа са базирани на четириядрен процесор Cortex-A7, но версията M има половината от производителността на GPU, а поддръжка на 8-мегапикселови камери е активирана, а устройствата могат да възпроизвеждат само видео с разделителна способност до 720p. В T-версията и CPU и GPU са 25% по-бързи, има поддръжка и за камери до 13 мегапиксела. И трите устройства използват Imagination GPU PowerVR.

И това е чип с 8-ядрен Cortex-A7 процесор с честота от 1.7 GHz до 2 GHz (обикновено 1.7 GHz) и GPU Mali-450 MP4 на 600 MHz. Той работи с камери с разделителна способност до 16 мегапиксела и можете да го видите на китайски смартфони от висок клас, които са наполовина на цената на водещите устройства, с които сме свикнали.

MT6595 все още не е налице, но трябва да бъде освободен до края на 2014 г. С пускането на този чип става ясно, че MediaTek ще наложи конкуренция на Qualcomm и Samsung на пазара на практически най-високо ниво. Тази платформа ще използва голямата технология LITTLE от ARM с два четириядрени процесора - Cortex-A7 с честота 1.7 GHz и Cortex-A17 с честота 2.2 GHz. Разбира се, Cortex-A17 използва новата ARM архитектура, която ще й позволи да удвои ефективността на Cortex-A7 с определена честота или да постигне същите резултати, каквито може да се развие най-новата версия на Cortex-A15 (подобна на тази използвана в Tegra К1).


Новата платформа ще използва GPU PowerVR с честота 600 MHz, както и поддръжка на фотоапарати с резолюция от 20 мегапиксела и 802.11ac Wi-Fi модул в допълнение към интегрирания модем LTE.

MediaTek със сигурност е насочил вниманието си към успеха на внедряването на този чип, тъй като разработва две версии наведнъж: MT6595M с процесор Cortex A7 на 1.5 GHz и мощен Cortex A17 на 2 GHz, както и MT6595 Turbo, които ще имат същите процесори имат честота 1.7 GHz и 2.4-2.5 GHz, съответно.

Тази година, в Mobile World Congress, MediaTek обяви първия си 64-битов чип на ARMv8 архитектурата и четириядрен Cortex-A53 с честота 1.5 GHz и мощна Mali T760 графика с поддръжка на OpenGL ES 3.0 и OpenCL.

Освен това чипът поддържа двуканални 802.11n Wi-Fi, Bluetooth 4.0, LTE, 13-мегапикселови камери и 1080p видео запис с кадри от 30 FPS с декодер HEVC с поддръжка на хардуерно ускорение.

Чипове за таблетки

MT8127


Това е най-новият чип от MediaTek и е създаден специално за таблети, които са по-подходящи за гледане на различни видеоклипове. За разлика от MT6732, това не означава, че разполагаме с чип MediaTek от висок клас, а по-скоро е доста евтина платформа за таблетки на средно ниво и на входно ниво. Той включва 1.5-GHz Quad-core процесор Cortex-A7, Mali-450 MP4 GPU и поддържа 1080p дисплеи, 1080p видео и 13-мегапикселови камери.

Тази платформа на първо ниво бе пусната през миналата година за таблетите през 2013 година. Той е оборудван с двуядрен процесор Cortex-A9 с честота 1,2 GHz (40-нанометрова технология) и GPU PowerVR SGX531 Ultra, който работи с максимална резолюция от 1280x720 пиксела. Чипът поддържа и Bluetooth 4.0, Wi-Fi и GSM / GPRS / EDGE / HSPA модеми.

MT8135


Понастоящем портфолиото на компанията е най-мощната 32-битова платформа за таблети, която се възползва от големия. Little, интегрирайки две Cortex-A15 ядра с честота 1.7 GHz и две Cortex-A7 ядра с честота 1.2 GHz. Той също така разполага с GPU PowerVR Series6 G200 с поддръжка на OpenGL ES 3.0. Таблетите с такъв процесор могат да показват прилично представяне в игрите, дори и при резолюция 1080p.

MT8125 / 8389

Тези два чипа MediaTek за таблети на високо ниво, макар и по-стари, се появиха през 2013 г. Всеки от тях поддържа 1080p дисплеи, както и възпроизвеждане на 1080p видео, камери с резолюция до 13 мегапиксела и безжични стандарти за GSM, GPRS, EDGE и HSPA +. Разликата е, че MT8389 е снабден с вграден GPS модул и поддръжка за Bluetooth 4.0.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | Allwinner

Allwinner Technology е китайски производител на полупроводници, който се появи през 2007 година. Тя стана една от първите независими компании, лицензирани от ARM и може би първият китайски производител на SoC платформи, които привлече вниманието в САЩ, произведени за чипове на устройства с Android. Издаването на едноядрените A10 (с Cortex-A8 и Mali 400 GPU), създадено в края на 2010 г., потвърждава, че китайският процесор напълно може да се конкурира с по-известните марки. Но досега тя се фокусира главно върху таблети от средно и средно ниво, както и мултимедийни плейъри и HDMI приемници, а в много по-малка степен и смартфони.

А10 беше толкова добра, че засегна целия ценови баланс на китайския пазар на таблети за около година. Комбинацията от скромен процесор, базиран на архитектурата ARMv7, с модерния графичен процесор Mali 400 означава, че дори и с едно ядро ​​в изпълнение, може да се сравни с много по-скъпата платформа на Tegra 2 на Nvidia. Наистина, имаше такова раздвижване около GPU Mali, че Chainfire 3D (вече не се развива) с поддръжка на емулацията BGRA спечели сериозно признание сред клиентите с устройства A10.

По това време форумите бяха изпълнени със съобщения, че на таблетите A10, някои игри, разработени за Tegra 2, работят по-гладко и в някои случаи поддържат повече функции (като FSAA), отколкото теоретично е възможно при работа с Nvidia GeForce ULP ,

Allwinner отново се фокусира върху високопроизводителни графични процесори с четириядрен A31, който е надарен с Cortex-A7 и PowerVR SGX. Това е същият графичен процесор, който бе използван в iPad от трето поколение, което направи възможно създаването на разнообразие от 9-10-инчови Android таблети с разделителна способност 2048x1536 пиксела, достъпни на ниски цени.

Soc процесор графики Максимална резолюция Поддръжка на камерата Видео кодиране / декодиране
A10 Мали 400 1920x1080 n / a 1080p @ 30 FPS
A10s Cortex A8 (1 - ядрен) @ 1 GHz Мали 400 1920x1080 n / a 1080p @ 30 FPS
A13 Cortex A8 (1 - ядрен) @ 1 GHz Мали 400 1920x1080 n / a 1080p @ 30 FPS
A20 Кортекс А7 (2 - ядрен) Mali 400 MP2 1920x1080 8 Mp 1080p @ 30 FPS / 2160p @ 30 FPS
A31 Cortex А7 (4 - ядрен) PowerVR SGX 544 MP2 2048x1536 12 Mp 1080p @ 30 FPS / 4kx2k @ 30 FPS
A80 Кортекс А7 (4 - ядрен) / Cortex A15 (4 - ядрен) PowerVR 6230 2560x1600 16 Mp 4K? 2K @ 30 FPS (поддръжка на h.265 / VP9)

A10


Allwinner постигна голям успех с платформата A10, която успя да превърне тази компания в напреднал китайски производител на чипове за мобилни устройства. По принцип платформата се използваше за мини-конзоли на Android и Linux, но се използва и за таблети на стойност до $ 150, например в индийския Ainol Novo 7 Aurora. Процесорът поддържа максимална разделителна способност 1920x1080 пиксела, въпреки че се намира предимно в таблети с разделителна способност 1024x600 или 1280x800 пиксела.

A10s


В действителност, A10s е снемана версия на A10, и струва по-малко. Allwinner използва A10s в нискотарифни телевизори и в същото време поддържа DLNA и Wi-Fi, а в сравнение с A10 управлява по-добре силата.

A13


Това е един от най-новите чипове, пуснати от компанията, предназначена за малки таблетки и електронни книги. Въпреки че е нов, той включва процесор Cortex-A8 и GPU Mali-400 MP1. Така че това не е най-мощната платформа Allwinner.

A20


А20 е пуснат след A10 и е получил два пъти повече ядра, а при превключване към Cortex-A7 с -A8, в него е включена поддръжка на камерата и е реализирана и икономия на батерията. Интересното е, че съединителят на този SoC е същият като този на A10, т.е. теоретично производителите на таблети могат да инсталират нов чип и същевременно да спестят време за проектиране на устройството. На практика обаче пазарът вече е започнал прехода към четириядрени платформи, така че A20 е променлив успех.

A31


Този чип изглежда е заместил известния A10 и ако последният е подходящ за таблети с достъпна цена и разделителна способност 720 / 800p, тогава A31 се използва по същата причина в 9,7-инчови таблетки с дисплеи на Retina. Процесорът не може да се нарече мощен, но наистина е много ефективен. От друга страна, GPU PowerVR 544MP2 е невероятно продуктивен и показва високи резултати в редица показатели. Чипсетът е използван също в HDMI конзоли. В момента тя е най-изявената платформа и работи с фотоапарати с резолюция до 12 мегапиксела.

Планира се, че Allwinner A80 ще се появи тази година и ще се превърне в най-мощния чип на компанията. Все още е твърде рано да говорим за това, но чипа A80 може да помогне на Allwinner да се състезава със Samsung, Qualcomm и Nvidia. Процесорът ще използва голяма технология и ще комбинира четириядрените Cortex-A7 и -A15. Тъй като това е наистина високо ниво чип, той ще поддържа 4K видео и хардуерно ускорение на кодеци H.265 и VP9.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | Spreadtrum

Spreadtrum Communications Inc. - Това е Шанхай чип дизайн компания, която се нарежда на 17-то място сред производителите на полупроводници. Най-вече е известно, че произвежда чипсети за китайската TD-SCDMA 3G мрежа, но също така продава чипове в чужбина. През 2013 г. тя е придобита от китайската компания Tsinghua Unigroup, която продава домакински уреди.

През 2011 г. Spreadtrum заема 25% от пазара на 2G в Китай. Основно това се дължи на факта, че MediaTek въведе по-слаб чип и на свой ред позволи на Spreadtrum бързо да увеличи своя пазарен дял.

Сега Spreadtrum е известен с производството на чипсети за китайската TD-SCDMA 3G мрежа, която заема 50% от своя пазар. Въпреки това, компанията също така проектира чипове за купувачи от други страни. На пазара на китайски смартфони делът на Spreadtrum е едва 11%.

SC6821


Обикновено ни се струва, че компании като MediaTek предлагат своите решения за устройства с входно ниво, но Spreadtrum изследва този пазар още по-дълбоко. По-рано тази година разбрахме, че Spreadtrum и Mozilla съвместно предлагат смартфон от 25 долара с операционната система Firefox, което е значително по-евтино от всеки смартфон, който някога е бил тестван на Tom's Hardware.

Този смартфон е базиран на чип SC6821 и ние не сме много запознати с тази платформа, въпреки че знаем, че е базирана на ARM Cortex-A5, поддържа Wi-Fi (вероятно 802.11b / g / n) и Bluetooth, както и FM радио, камерата работи с резолюция, най-вероятно до 5 мегапиксела и HVGA резолюция. Устройството ще работи под операционната система Firefox OS в мрежи WCDMA и EDGE.

Най-вероятно Mozilla избра Spreadtrum поради ниската цена на процесора, така че изпълнението и поддръжката на различни функции, обърна внимание на втория ред. Най-малкото, Mozilla реши да се възползва от ARMv7 архитектурен чип и планира да се откаже напълно от ARMv6 поддръжка в операционната система Firefox и мобилното приложение Firefox за Android.

SC7735S


Mozilla не е единственият известен клиент на Spreadtrum, тъй като HTC представи и чипа Spreadtrum Quak (SC7735S) на средно ниво смартфон, наречен Desire 700. Платформата е базирана на Quad-core процесор Cortex-A7 с 1,2 GHz и съдържа Mali-400 GPU, и поддържа 2 GB RAM, възпроизвеждане на видео с разделителна способност 1080p при 30 FPS, видео кодек VP8 и камери с резолюция до 13 мегапиксела.

HTC не беше много щастлив с бюджетните смартфони, защото по някаква причина те все още излизаха по-скъпи от конкурентите, имащи подобни спецификации. За да помогне на HTC да намали общата цена на смартфоните на входно ниво, може да се окаже, че Spreadtrum решенията са добре.

По-рано тази година имаше слухове за евентуално сливане между Spreadtrum и RDA Microelectronics, които обаче бяха противопоставени от служителите на RDA, които смятаха, че Spreadtrum е по-слаба компания.

Общ преглед на китайските платформи SoC с лиценз за ARM | Китай увеличава натиска

Системата за издаване на лицензи позволява на ARM да наводни пазара на мобилни продукти с различни решения, като в същото време позволява на по-малко известни или напълно нови полупроводникови компании да използват своите разработки за самопроектиране на чипове. Това води до факта, че производителите на чипове могат да се конкурират с добре познати гигантски компании.


Много фирми от малък мащаб могат да се конкурират с продукти на входно ниво от по-големи реномирани фирми. Това е стратегията, използвана от китайските компании поради ниските производствени разходи. Сега, когато някои от доставчиците са се развили до нивото на по-добре познатите марки, много производители започват да избират своите продукти не само заради ниските си разходи.

По отношение на производителността китайските полупроводникови компании започнаха от дъното, но постоянно се повишиха до по-високи нива. По-мощните платформи ви позволяват да създавате още по-сериозни устройства, докато печалбите на производителите на чипове стават още по-високи. Естествено, това е целта на китайските производители.

Поради факта, че в началото те провеждаха агресивна ценова политика, дори техните бързи процесори започнаха да се считат за достъпни в сравнение с конкурентите. Това евентуално ще им позволи да поемат пазарен дял от по-известните производители на чипове и да приложат своите решения в още по-голям брой водещи устройства, което на свой ред ще доведе до по-нататъшното развитие на марката.

Китайските производители на чипове, които според нас в тази ситуация се справят абсолютно абсолютно точно сега - това са MediaTek, Rockchip и Allwinner и заедно те заемат 75,7% от пазара на таблетни процесори в Китай, а Rockchip и Allwinner са лидери.

MediaTek се справя по-добре в Китай, защото неговият пазарен дял е над 50%, благодарение на интегрирането на процесорите с модеми за нискочестотния диапазон. Основният конкурент на MediaTek е Spreadtrum, въпреки че неговият пазарен дял е пет пъти по-малък.

На пазара на китайски смартфони само Qualcomm може да създаде проблеми за MediaTek, но дори тази мощна компания трябваше да използва Cortex-A5 и -A7, за да определи по-конкурентна цена. Тя имаше леко предимство на пазара LTE, успявайки да интегрира новите мобилни стандарти в своите платформи. Пазарният дял на Qualcomm обаче намалява, тъй като все повече компании интегрират модеми в продуктите си с подкрепа за нискочестотния диапазон.

Китайското правителство и добре известни клиенти все повече подкрепят китайските производители на чипове, така че компаниите като Qualcomm смятат, че е още по-трудно да се конкурират с тях, особено ако не могат да надминат дори цените си.

Наскоро се оплакват от съдбата на компанията ARM  не е нужно. Революцията на смартфоните-таблети, необходима за толкова дълго време, която потребителите и производителите на джаджи са мечтали, е постигната. И решенията на АРМ изиграха важна роля в победата си. Изключително енергийно ефективните, но в същото време достатъчно продуктивни изчислителни платформи, предлагани от инженерите от ARM, позволяват на ключовите производители на чипове да разработят системи на чип (SoC), които са в основата на стотици милиони мобилни устройства и вградени решения.

В този смисъл - по отношение на бизнес представянето - ARM с него RISC-процесори удари най-високия ешелон на производителите на решения за силиций "желязо", да стане до такива гиганти като Intel  и AMD.

Но да се изкачи на върха - не означава изобщо да се консолидира върху нея завинаги. Пазарът е много променливо нещо и същата компания на Intel не седи все още, гледайки успеха на ARM в индустрията на мобилните устройства. Настоящата изложба в Тайпей илюстрира активния отговор на Intel към света на мобилните решения. Ultrabooks базирани на 22-нанометрова технология Айви мост, с триизмерни (три порта) транзистори демонстрират впечатляваща производителност и енергийна ефективност. И в същото време формите им фактори изтриват рамката между нашите обикновени лаптопи и тенденцията от последните години - таблети. И интегрираният графичен чип Intel HD Graphics (4000 за съвременни решения и 2500 за бюджетни устройства) приближава много близо графичните възможности на мобилните устройства до ефективността на техните колеги от екрана с дискретна графика.

Въпреки това, в областта на графичните подсистеми, ARM има доста достоен отговор. CISC- производители на чипове. Интегрираното графично решение, технологията Малисамо за няколко години се е разраснал от "грозен патица" в високопроизводително GPGPU решение, което се конкурира не само с вградената графика на Intel и AMD, но и с продуктите на такива опитни играчи на пазара на мобилни графични процесори, като например Въображаеми технологии.

Достатъчно е да си припомним, че най-продаваният пазар на смартфони, Samsung Galaxy S IIда и неговият приемник Галактика S III, използвайте графичния процесор Mali-400 MP. И по-големият брат, графичният процесор Mali-T658, представен от ARM през ноември миналата година, предлага невероятно мобилно изживяване.

Как се използва GPU Mali? Какви са предимствата на споделянето им с ARM процесори? Какви са техните перспективи? Нека се опитаме да отговорим на тези въпроси.

Норвежки родители и хърватско бебе име от Средната земя

Историята на появата на GPU на Мали е уникална сама по себе си. Трябва да започнем с факта, че корените на технологията в Мали са норвежки, но името е хърватско (разбира се, в Малки означава "бебе").

През 1999 г. Едуард Соргард, студент в Норвежкия университет за наука и технологии в Трондхайм, започва да мисли за бъдещата си кариера. От детството, очарован от възможностите на компютърната графика, който родителите му демонстрираха пред него, Едуард се мъчеше да развие най-добрия графичен чип в света.

В амбициозните си сънища той не беше сам. През 2001 г. Едуард Соргард с няколко съученици създаде фирма Falanx, Бизнес планът на Falanx беше прост - да се разработи графична процесорна структура за пазара на персонални компютри, която след това би била лицензирана за разработчиците на чипове. Това е да се превърне в производител на фабрики, от вида на компанията ARM

Трудностите при изпълнението на този бизнес план бяха морето, като се започне от недоверието на потенциалните инвеститори, "прободено" с балона dot-com, предприемаческия опит на вчерашните студенти и астрономическата сума, която беше необходима за успешното стартиране на проекта. Всички те обаче бяха компенсирани от интересната идея за интегрираната архитектура на GPU и ентусиазирания екип за развитие.

Четири дълги и трудни години преминаха от идеята до нейното прилагане в референтния дизайн на хартия.

През 2005 г. се случи статистически невероятно събитие. Екипът за развитие, ръководен от Едуард Соргард, започна да търси потенциалния купувач на своето решение. В същото време ръководството на компанията ARM инструктира Джем Дейвис, вицепрезидент на мултимедийните технологии, да намери стартиращ разработващ графичен процесор, с който ARM би могъл адекватно да се пробие на пазара на GPU.

Екипът Falanx успява да убеди Джем в способността им да ги прилагат разработена GPU архитектура Udgard (в скандинавската митология - местообитанието на боговете) и доведе до съзнанието на уникалните решения на бъдещата структура на Midgard (Средната земя - място, където боговете и хората живеят рамо до рамо). Така че, Фаланх се присъедини към ARM, като стана норвежка дивизия, отговорна за графика. Една година по-късно екипът на Едуард Соргард издаде първата физическа реализация на Udgard архитектурата, графичния процесор Mali-200, върху планината.

Udgard архитектура. От Mali-200 до многоядрени Mali-400 MP

Изпълнение на GPU Mali-200 в силиций и неговата тясна интеграция с най-продаваната на пазара в момента процесор на ARM ARM1176JZFS позволено фирма настанят на пазара на устройства с графичен дисплей - мобилни телефони, мултимедийни плейъри, навигационни устройства, рамки за картини, терминали вградени системи.

Приложен с 65-нанометрова технология, чипът Mali-200 с площ от 4,1 мм2 имаше само два графични процесорни модула - процесор на вертекс и фрагмен процесор, работещ на 275 MHz. Техните резултати (16 милиона полигони в секунда в 3D и 275 милиона пиксела в секунда в 2D) не бяха впечатляващи.

Въпреки това, архитектурата на Удгард, на чиято основа е създадена Мали-200, имаше скрита в ръкава коз. Те са се превърнали в собствен модул за управление на паметта (MMU - Управление на паметта) и интеграционен модул с интерфейса AMBA 3 - шина, позволяваща процесорното ядро ​​на ARM да взаимодейства с други компоненти SoC. Благодарение на тази trump карта, графичните ядра Mali-200 получиха достъп до цялата RAM на чипа. Поддръжката на една и съща спецификация на шината AMBA осигурява достъп до графичните възможности на Mali-200 в маса, съвместима с този периферен стандарт. Заедно с "железните" решения, екипът на Mali предостави на разработчиците разнообразни API функции, програмни средства и куп кодови проби за графични приложения (Mali Software). Благодарение на това, Mali-200 е съвместим с OpenVG 1.1 2D векторен графичен стандарт, OpenGL ES 1.1 и 2.0 2D / 3D графични стандарти (последният работи на Full HD резолюция), както и с други отворени спецификации на Khronos Group.

Mali-200 може да бъде оценен от многобройните реализации на графичния потребителски интерфейс, например от DigitalAria.

За да спре, екипът в Мали не е планирал. Следващата стъпка, която стана междинно Udgard решение, беше Mali-300 GPU. Чип стана, както се казва, работата по грешките на своя предшественик. Логиката на неговата работа включваше малък кеш (8 килобайта), но кеш на второ ниво, оптимизиран за графични данни, както и поддръжка на нови процесори ARM Cortex-Cortex-A8 и Cortex-A9. Ефективността на два графични процесора Mali-300 също се е увеличила, като е получила двойно увеличение при базова честота 275 MHz и трикратно увеличение на новата 400 MHz честота за чипове Mali.

Основният бестселър на Udgard архитектурата, Mali-400 MP GPU, излезе наяве след тясното сътрудничество на екипа на Едуард Соргард с архитектите на технологията MPCore, която носи многоядрени и симетрични многопроцесорни продукти ARM.

Архитектурно, Mali-400 MP не се различава от предшественика си. Това ли е, че производствената технология е станала 45 нанометра (по-късно 32 нанометра), а количеството на кеш паметта на второто ниво се е увеличило до 256 килобайта.

Това увеличение беше необходимо, тъй като в новия чип на фрагментните процесори стана четири пъти повече. Всъщност, Mali-400 MP беше първият ARM GPU за мащабиране на производителността. В пиковия режим, с всичките четири ядра, работещи на 400 MHz, чипът обработва 1,6 милиарда пиксела в секунда! Традиционната за Udgard тясна интеграция с процесорите ARM и периферните устройства, както и контролиран достъп до паметта на системата, осигуриха Mali-400 MP най-висока популярност.

Графичното решение, основаващо се на него, е лицензирано от компанията. Samsungв нея Exynos, чиято четвърта версия стана основата на почти цялата линия на Galaxy устройства. В допълнение към Samsung, Mali-400 MP бе лицензиран от производителите на чипове за нововъзникващите компании за таблети Rockchip, TeleChips, AllWinner Technology.

Побеждаващият поход на Udgard архитектура междувременно беше само прелюдия към апотезата на екипа на Мали - архитектурата на Midgard, основните решения, които Едуард Соргард и неговите другари се бяха развили във Фалан.

Архитектура на Midgard. Графично ARM на Средната земя

Огледай се. Светът на съвременните цифрови устройства, обсебен от висока резолюция. Full HD форматът е анахронизъм в днешно време. Дайте резолюция от 4k (Quad Full HD - 4096x2160 пиксела) и дори без име 5k (5120x2700 пиксела). Дайте ретина-дисплеи с невероятна плътност на пикселите на инч от повърхността. Потребителят бързо се свиква за доброто.

Все пак не бива да се забравя, че обслужването на подобен 4-5k лукс трябва да бъде GPU със съответстващо представяне. Управлявайте с тази резолюция, за да превъртите все по-подробни 3D графики с прилична скорост на кадрите. Обикновените изчисления на всички тези пиксели, дълбочината на цветовата дълбочина и скоростта на кадрите показват, че текущите графични процесори, включително мобилните, трябва да са поне 50 пъти по-високи от ефективността на техните предшественици. Заедно с това състезание за производители, разработчиците на устройства искат да видят мащабируемо решение за GPU, което не изисква значително преориентиране при използването му - например при мобилни телефони с подобрена функционалност, сложни смартфони, таблети или автомобилна електроника.

Екипът на ARM Mali отдавна е готов за подобен пробив в областта на графичните системи. Архитектурата на Midgard ще бъде в състояние да осигури следващото поколение SoC с мащабируема високоефективна графична подсистема. Освен това първите лястовици на Midgard вече се изпълняват и работят в определени устройства.

Графичният чип Mali-T604, обявен през есента на 2010 г., по много начини е първият роден за ARM. Първо, това е първият процесор ARM на GPMPU, способен да обработва не само 2D / 3D графики, но и да извършва изчисления за общо предназначение, разтоварвайки сърцата на централния процесор.

Четирите ядра Mali-T604, които комбинират процесорите на върха и фрагментите, се контролират от модула за разпределение на задачите, който е отговорен за балансиране на натоварването на процесора, което обикновено влияе върху енергийната ефективност на чипа. Традиционният модул за управление на паметта на Mali придоби способността да работи с 40-битово (64-битово потенциално) виртуално адресно пространство, което се поддържа в архитектурата на процесора Cortex-A15. Това допълнително увеличава способността на GPU да манипулира графичните и сега обикновени данни.

Отличителна черта на новото поколение чипове Mali, която е чип на архитектурата на Midgard, е внедряването на модула за SCU модул за търсене на чип ARM в модула на кеш паметта ( Snoop Control Unit), осигурявайки ефективно извличане на данни в кешираните графични и конвенционални SoC ядра, както и внедряването на технологиите CoreLink  CCI-400 (Cache Coherent Interconnect) поддържана от нова 128-битова шина AMBA 4.

Благодарение на тази основна технология процесорите Cortex, Mali Shader, както и контролерите за памет и съхранение могат ефективно да обменят и съхраняват данни в своите кешове, като по този начин намаляват режийните разходи за поддържане на висока честотна лента на шината.

Но основното нововъведение в архитектурата на Midgard е уникалната технология Tri-Pipe. Програмите, изпълнявани на шестстотин серийни чипа от Mali, могат едновременно да използват три различни типа тръбопроводи, които осигуряват ефикасни изчисления за общо предназначение, без да се компрометират традиционните компютърни графични задачи.

Аритметичният тръбопровод осигурява поддръжка за всички целочислени операции, както и операции с плаваща запетая FP16, FP32 и дори FP64 двойна точност, отговарящи на стандарта IEEE-754-2008.

Контейнерът за текстура прилага подкрепата на съвременните технологии за компресия и обработка на текстури и конвейерът на входа и изхода е отговорен за увеличаване на производителността по време на предаването / приемането на данни от програмата, като същевременно балансира енергийната ефективност.

Четирима Mali-T604 shader процесори поддържат до два аритметични тръбопровода, като по този начин петкратно увеличават производителността на този чип в сравнение с предишния любим Mali-400 MP.

За първи път в хардуера, Mali-T604 е реализиран с 32-нанометрова технология в Samsung Exynos 5250 SoC, където е свързан с двуядрен Cortex-A15. Този чип бе инсталиран от корейския производител в таблета Galaxy Note 10.1, който по отношение на графиката стана флъш с такива лидери като "Новият iPad" и таблетите, базирани на NVIDIA Tegra 3.

Въпреки това, T604 е само най-младият в семейството на ARM GPU с Midgard архитектура. Обявен на 10 ноември 2011 г., GPU Mali-T658 е истински модел за отваряне на пазара за мобилни графики. В сравнение с Mali-T604, T658 се удвоява. Чипът съдържа осем ядра, всеки от които работи с четири аритметични конвейра. Пълната поддръжка на 64-битовото пространство за адреси на паметта, както и операциите с плаваща запетая FP64 с двойна точност пренасят този GPGPU процесор на ниво интегрирани решения за настолни системи, като същевременно го съхраняват в лагера на мобилните устройства. Процесорът лесно поддържа API и на двата графични стандарта - OpenGL ES 1.1, 2.0, OpenVG 1.1, Microsoft DirectX 11 и GPGPU изчислителни стандарти - OpenCL 1.1, Google Renderscript и Microsoft DirectCompute. Графичната производителност на новия чип е десет пъти по-висока от капацитета на Mali-400 MP. Само чиповете, обявени през януари тази година, са в състояние да го победят на пазара на GPU за мобилни решения. PowerVR Серия 6  от Imagination Technologies, базирани на архитектурата мошеник, Струва си да се припомни, че PowerVR продуктите нямат такава дълбока интеграция с Cortex ARM ядра като GPU на Mali, което изисква допълнителни ресурси и разходи за такава интеграция от разработчиците на SoC.

Изглежда, че след десет години мечтата на норвежки студент за най-добрия графичен процесор в света се сбъдна. Днес семейството MAL ARM GPU на Мали е в състояние да покрие пазарните възможности за бюджетни решения и високопроизводителните мобилни графични станции, които са модерни суперфони и таблети.

Мали е уверено да спечели достойна ниша сред такива конкурентни GPU решения, като Intel, AMD, NVIDIA и Imagination Technologies. И премества потребителите, ти и мен, в Средната земя, където реалността е рамо до рамо с чудеса.