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Arm公司供稿 此前幾個(gè)月，我們推出了新一代顯示處理器特別的預覽，代號為“Cetus”。當時(shí)，我們已經(jīng)明確討論過(guò)該款顯示處理器可以為整體的圖形流水線(xiàn)和Mali多媒體家族（包括圖形，視頻和顯示處理器）所帶來(lái)的改善，尤其我們的技術(shù)在該領(lǐng)域所取得的重大飛躍。隨著(zhù)Mali-D71顯示處理器正式發(fā)布（即當時(shí)的 Cetus），我們現在可以詳細介紹這款名為“Komeda”的全新架構，以及它為支持最新、最復雜用戶(hù)場(chǎng)景所提供的令人驚嘆的顯示技術(shù)框架。 我們此前已經(jīng)就相對上一代產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng )新所帶來(lái)的驚人回報和相應的架構技術(shù)變革展開(kāi)了深入討論。此次，我們將討論具體的性能提升以及為終端用戶(hù)所帶來(lái)的改善。 全新變化 
首先，Mali-D71 通過(guò)在固定功能硬件中進(jìn)行迭加、旋轉、高品質(zhì)縮放、gamma/de-gamma和其他先進(jìn)的圖像處理任務(wù)，減少需要 GPU 處理的工作負載。這一切是在多媒體流水線(xiàn)最后階段完成的，即在它向屏幕發(fā)送最后的輸出內容之前， 這意味著(zhù)GPU 根本不用參與這些操作。此外，完成這些運作只需經(jīng)過(guò)內存一次，而不是來(lái)回多次，這樣就大幅提升了系統的節電效能。舉個(gè)更具體的例子，為了一臺1440p 設備縮放4K視頻層，將其與復雜的沉浸式UI圖形層進(jìn)行合成，對比利用GPU軟件進(jìn)行同樣的操作，SoC 可節電30%。 與前代產(chǎn)品相比，Mali-D71以并行模式運轉時(shí)可在同樣的面積里事項兩倍的性能。與前代產(chǎn)品不同的是，當Mali-D71驅動(dòng)單塊顯示屏時(shí)，可以重復使用第二個(gè)顯示核心的資源。這樣一來(lái)，它可以迭加、旋轉和縮放的圖層數量加倍，但并不會(huì )增加整體面積。這就意味著(zhù)在與前代產(chǎn)品相同的芯片面積內，Mali-D71可以提供新的增強功能，比如縮放拆分操作、未壓縮層的AFBC編碼、更快的AFBC解碼和MMU優(yōu)化。當Mali-D71顯示處理器與同時(shí)發(fā)布的CoreLink MMU-600一起使用時(shí)，集成的轉換緩沖單元(TBU)以及兩者通過(guò) DTI接口實(shí)現的緊密耦合大幅降低了MMU延遲。 此外，實(shí)現4倍的延遲容忍度。相較于前代產(chǎn)品Mali-DP650，Mali-D71 在實(shí)現同樣的顯示性能時(shí)，容許系統總線(xiàn)上4倍的延遲。Mali-D71 實(shí)現了內存子系統的大幅優(yōu)化。它允許的待處理請求的數量加倍，從實(shí)時(shí)路徑中移除了未經(jīng)壓縮的旋轉，將未經(jīng)壓縮的線(xiàn)性層轉換成AFBC1.2 tiled層，從而實(shí)現更高效的旋轉。這對于必須將4K幀以60-120 fps的幀率輸出的高性能顯示處理來(lái)說(shuō)十分重要。為了做到這一點(diǎn)，顯示處理器需要最大程度地利用占有系統總線(xiàn)上的時(shí)間，在顯示屏空白時(shí)以毫秒為單位預取像素，確保緩沖區一直保有足夠的內容。如果顯示屏沒(méi)有及時(shí)接收到像素，它就會(huì )因缺乏內容出現丟幀的問(wèn)題，導致屏幕上出現毛刺或明顯偽差，影響畫(huà)質(zhì)。 最后，Mali-D71將像素吞吐量增加了一倍，以呈現極致的VR 4K120效果。它在全新的并行模式下驅動(dòng)單塊顯示屏時(shí)可以做到這一點(diǎn)。當只需要為一個(gè)顯示進(jìn)行輸出時(shí)，并行模式將圖像一分為二，高效地利用兩套資源各處理一半的圖像。對于 4K60 及以下工作負載，并行模式可以將時(shí)鐘頻率降低一半，從而支持更低電壓，實(shí)現節電效能。對于4K120 工作負載而言，并行模式是強制性要求，從而針對相同的目標頻率實(shí)現了像素吞吐量的加倍。如果不采用并行模式，只可能達到4K60，所以通過(guò)并行處理將幀處理需求減半的能力意味著(zhù)功耗減半或是性能加倍。 背后的重要意義 Arm實(shí)際上并不生產(chǎn)實(shí)體產(chǎn)品，我們的IP要變成芯片還得花點(diǎn)時(shí)間，更不必說(shuō)真正的設備出產(chǎn)了。而這意味著(zhù)我們必須始終領(lǐng)先趨勢 (至少) 一步，并關(guān)注最新科技對現狀所帶來(lái)的顛覆性影響，才能使基于A(yíng)rm的產(chǎn)品擁抱這些科技趨勢。在顯示行業(yè)涌現出來(lái)的具體趨勢當中，有些會(huì )對我們打算利用全新的Komeda顯示架構和已經(jīng)推出的整體解決方案實(shí)現的性能和特性產(chǎn)生較大影響。針對這些趨勢的討論，你可以點(diǎn)擊此處查看我的一位同事近期所做的更詳細介紹，而我將主要討論Arm全新顯示解決方案是如何應對這些挑戰的。 1. 高動(dòng)態(tài)范圍 在顯示領(lǐng)域，最先出現的必備要素就是高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR)。HDR 內容在更廣的動(dòng)態(tài)范圍里被編碼，以呈現更加細膩的色彩和對比度。這就使得圖像上的暗黑區域變得更暗、更加層次豐富，較亮的區域則變得更明快、更清晰、更飽和，避免它們像我們有時(shí)在亮光下在圖像上看到的一樣變得模糊。越來(lái)越多的內容創(chuàng )建者利用HDR提供極致的觀(guān)看體驗，可如果不能將它們恰當地顯示出來(lái)，就是在浪費時(shí)間。Mali-D71搭配Assertive Display 5，從你較為青睞的內容供應商比如Netflix和亞馬遜 Video那里獲取HDR內容，之后在任何類(lèi)型的面板上 (即便是SDR) 都可以以HDR畫(huà)質(zhì)進(jìn)行顯示。Mali-D71本身獲取HDR視頻和圖形UI 的重疊區，將它們融入以標準伽馬編碼且帶完整色域的單幀里，然后發(fā)送給Assertive Display 5轉換成正確的色彩范圍，用于SDR顯示。 這意味著(zhù)如果你用的只是一款普通的顯示處理器，那么內容創(chuàng )建者在以HDR10格式設計作品時(shí)所花費的心血全部付諸東流。有了Mali-D71，你就可以重現同樣令人嘆為觀(guān)止的HDR畫(huà)質(zhì)，在更低規格的顯示器上也不例外，完整保留這些內容的藝術(shù)匠心。
2. VR 正如我們之前多次討論過(guò)的那樣，移動(dòng)VR提出又一項技術(shù)挑戰。對顯示處理器以及系統其他部分來(lái)說(shuō)，僅僅滿(mǎn)足實(shí)時(shí)延遲和數據吞吐量方面的要求就已經(jīng)很困難了，更不必說(shuō)顯示設備在靠近眼睛時(shí)，對像素質(zhì)量有更高的要求了。這里就要說(shuō)一說(shuō)我們之前提到過(guò)的延時(shí)容忍度，還有并行模式的節電及性能提升。但是，借助搭配全新的CoreLink MMU-600，Mali-D71能夠真正物盡其用。MMU-600將內存子系統進(jìn)行優(yōu)化，使得 Mali-D71可以最大限度地利用經(jīng)過(guò)優(yōu)化的內存子系統去驅動(dòng)最高性能的VR顯示器達到4K120fps 的水平，從而在系統總線(xiàn)上能夠容忍更長(cháng)的延遲。 3. 多窗口顯示 由于人們使用手機的頻率越來(lái)越高，那么我們對多任務(wù)處理的需求也就越來(lái)越高。目前的臺式機已經(jīng)可以幫我們實(shí)現坐在電腦前時(shí)，一半顯示屏用來(lái)顯示在線(xiàn)會(huì )議，另一邊則顯示電子郵件或是Facebook內容�，F在，我們希望可以在移動(dòng)設備上進(jìn)行同等程度的多任務(wù)處理。這意味著(zhù)顯示子系統的功能需要更強大，以便同時(shí)開(kāi)展這些不同的活動(dòng)。前幾代的顯示處理器可以最多處理4層數據，Mali-D71則提升了一倍，可以在單一顯示模式下處理8個(gè)Android迭加層。再加上拆分屏幕的功能，這就意味著(zhù) Mali-D71可以不費吹灰之力就可以處理你的UI、導航欄、狀態(tài)信息以及幾個(gè)完全不同的應用程序。
4. 屏幕，屏幕，屏幕 和科技行業(yè)里的許多事情一樣，一致性才是王道。要想調整你的應用程序和游戲，讓它們在多個(gè)平臺上運行，這一點(diǎn)很難。顯示面板也是如此，顯示面板基礎的技術(shù)、性能點(diǎn)是如此之多，要知道顯示處理器可能需要從顯示面板獲取那些信息 (反之亦然) 以達到最佳工作狀態(tài)真的很難，但這正是 Arm合作伙伴生態(tài)系統大顯身手的地方。通過(guò)與行業(yè)里各式各樣的專(zhuān)家合作，我們可以鎖定各種面板供應商，確保我們的顯示解決方案可以獲取可用信息，優(yōu)化內容，在各種面板上呈現最佳的觀(guān)看體驗。 顯示生態(tài)系統給予我們前所未有的機會(huì )與專(zhuān)家合作，為用戶(hù)創(chuàng )造最佳的體驗。 VR和HDR使用場(chǎng)景需要WQHD+和4K分辨率以及90/120的幀率，這給消費電子產(chǎn)品市場(chǎng)在功耗、成本和上市時(shí)間等方面都提出了新的挑戰。Arm的Mali-D71顯示處理器和 Synopsys公司通過(guò)芯片驗證且配置VESA DSC編碼器的DesignWare MIPI DSI Host Controller IP和MIPI D-PHY IP提供了一個(gè)完整的顯示解決方案，確保這些關(guān)鍵IP部件無(wú)縫集成到不同數據傳輸模式和顯示面板特性的應用處理器上。 ——Synopsys 公司高級產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Hezi Saar Mali-D71可以為新一代基于顯示屏的移動(dòng)產(chǎn)品 (比如AR/VR頭盔) 實(shí)現前所未有的 4K120像素吞吐量。利用Mali-D71和Hardent公司的VESA DSC組合解決方案，你可以在既定的移動(dòng)功耗范圍內，通過(guò)視覺(jué)無(wú)損壓縮將傳輸帶寬減少3倍，從而實(shí)現讓用戶(hù)覺(jué)得更加身臨其境的VR體驗。 ——Hardent 公司 IP 產(chǎn)品副總裁Alain Legault Arm和Analogix正在積極開(kāi)展合作，為頭戴式VR/AR應用的處理器和顯示驅動(dòng)IC制定一項協(xié)議，優(yōu)化工作負載，終極目標就是提供一款整個(gè)AR/VR系統的性能、成本和功耗等方面都堪稱(chēng)最優(yōu)的解決方案。 ——Analogix 公司首席技術(shù)官朱寧 Arm 完整的顯示解決方案 今天我們發(fā)布了第一套完整的Arm 顯示解決方案，以支持在下一代高端設備上運行的所有最新的使用場(chǎng)景。雖然這些產(chǎn)品的功能都很出眾，但是只有當這三樣產(chǎn)品合力去達成我們之前討論過(guò)的性能點(diǎn)，才能實(shí)現最大效益。全新的架構，再加上預先優(yōu)化的軟件棧和集成的CoreLink MMU-600和Assertive Display 5技術(shù)，未來(lái)設備上的顯示效果必將大放異彩。 |
