Mikroprocesorska arhitektura ARM (4): grafički procesor Mali

Sa eksplozijom tržišta pametnih telefona javlja se i potreba da se poslovi oko obrade grafike povere specijalizovanom hardveru koji bi taj posao obavljao znatno bolje i pri tome štedeo preko potrebnu energiju

Kada su se u drugoj polovini devedesetih prošlog veka pojavili prvi mobilni telefoni namenjeni širokom tržištu, njihovi ponosni vlasnici nisu previše marili za skromne ekrane koji su prikazivali jedan ili dva reda tekstualnih poruka. Tehnologija je napredovala, profiti na tržištu postojali sve veći, a korisnici sve razmaženiji, pa su se proizvođači trudili da u nove modele ugrađuju grafičke ekrane koji su u međuvremenu dobili i boju. Uskoro su se pojavili i raznorazni prenosni uređaji koji su omogućavali reprodukciju videa, ali i dovoljno kvalitetno igranje relativno zahtevnih igara.

Kompanija ARM je od ranije posedovala licencu na grafičko jezgro PowerVR, proizvod (uslovno rečeno konkurentske) kompanije Imagination Technologies, poznate po svojoj MIPS arhitekturi. Međutim, sredinom prošle decenije donose odluku da se počne sa razvojem sopstvene GPU arhitekture, što je posao koji zahteva dosta vremena. Uskoro dolaze u kontakt sa norveškom kompanijom Falanx Microsystems, koja se bavila razvojem grafičkog podsistema za mobilne uređaje i preuzimaju njihovu tehnologiju. Po rečima prvog čoveka te firme, Edvarda Sorgarda (Sorgard), on je od detinjstva bio opčinjen kompjuterskom grafikom, a nju je zavoleo preko računara Commodore 64, dobijenog na poklon od roditelja. U junu 2006. godine firma menja naziv u ARM Norway i od tog vremena se tamo nalazi glavni centar za dizajniranje GPU hardvera za ARM.

Rani radovi (Utgard)

Upravo zahvaljujući svojim skandinavskim korenima, prva generacija GPU arhitekture nosi naziv Utgard, što u nordijskoj mitologiji označava mesto gde žive Bogovi. Pod oznakom Mali-55 krije se prvi ARM model mobilnog integrisanog grafičkog procesora, a njegova arhitektura je zvanično predstavljena 2005. godine. Ipak, zbog preciznosti je potrebno reći da se on ne može smatrati punokrvnim grafičkim akceleratorom, pošto je prvenstveno namenjen optimizaciji rada sa korisničkim interfejsom. On sa sobom donosi podršku za standard OpenGL ES 1.1, koji je zamišljen kao interfejs za programiranje 2D i 3D grafike, nezavisno od hardvera. Brzina ove GPU platforme na polju 3D grafike se ocenjuje na milion poligona u sekundu. Veličina kristala je iznosila samo jedan kvadratni milimetar, što je bio impresivan podatak za to vreme. Zvanično prvi (i po svemu sudeći, poslednji) model koji je koristio Mali 55 je LG Renoir iz 2008. godine, a to je uređaj koji se ne svrstava u grupu pametnih telefona. Ova generacija se može posmatrati kao neuspešan debi na novom tržištu i ubrzo je ustupila mesto svojim naslednicima.

Prvi „pravi” ARM grafički procesor je nosio oznaku Mali-200 i mogao je da obrađuje po 16 miliona poligona u sekundi, pri radnom taktu od 275 megaherca. Izrađivan je 65-nanometarskim tehnološkim procesom, pri čemu je veličina kristala iznosila 4,1 mm². Dizajn je podrazumevao upotrebu sopstvenog modula za upravljanje memorijom (MMU) i integraciju sa ostalim modulima putem interfejsa AMBA 3. Grafički podsistem Mali 200 je najčešće dolazio u kombinaciji sa tada njihovim najmoćnijim mikroprocesorskim jezgrom ARM1176JZFS. Ova generacija grafičkog podsistema je poslužila kao osnova većeg broja SoC (System-on-Chip) rešenja namenjenih najnižem segmentu tržišta.

Nije prošlo mnogo vremena od pojavljivanja modela iz serije 200, a već su se pojavili modeli sa oznakom Mali-300. Njih je moguće posmatrati kao unapređenu verziju prethodnika, gde je uveden keš drugog nivoa veličine od osam kilobajta. Osnovni radni takt iznosi 230 megaherca, što u turbo režimu može da dosegne do 500 megaherca. Tako smo ovde došli do prihvatljivih 55 miliona poligona i 500 miliona procesiranih piksela u sekundi. Na početku je korišćen tehnološki proces od 40 nanometara, dok su kasniji modeli izrađivani i procesom od 28 nanometara. Još jedna važna karakteristika ove serije se odnosi na podršku u to vreme novoj arhitekturi Cortex-A, odnosno čipovima iz generacije A8. Inače, moramo reći da za ove najstarije modele postoji jako malo raspoloživih informacija, što je stvar na koju smo se žalili i u prošlim nastavcima ove serije tekstova.

Sledeća generacija pod nazivom Mali-400 predstavljala je veliki uspeh i korišćena je u stotinama telefona i tableta. Iako se po većini parametara može posmatrati kao evolucija prethodnih modela, ona donosi i jednu važnu novinu koja znatno uvećava performanse grafičkog podsistema. Radi se o uvođenju paralelnog rada sa više grafičkih jezgara (maksimalno četiri), što je rezultovalo pojavom oznake MP u okviru naziva. Mali-400 je dosta sličan sa modelom Mali-300, a glavna razlika se odnosi na povećanje keša drugog nivoa sa osam na 32÷256 kilobajta (u korelaciji sa brojem jezgara). Slično svojim prethodnicima, Mali-400 obrađuje jedan piksel po procesorskom taktu, ali se zahvaljujući višeprocesorskoj arhitekturi mogu postići i do četiri puta bolji rezultati. Ovo se odnosi na jedinice za obradu piksela (fragment processor), dok je broj geometrijskih procesora (vertex) i dalje nepromenjen, odnosno – jedan. Veći broj jezgara je rezultirao nešto većim dimenzijama kristala, pa tako u konfiguraciji „MP4” on iznosi 4,7 mm². Brzina takta kod ove generacije se kreće u opsegu od 200 do 600 megaherca.

Konstruktori iz norveške filijale su se u međuvremenu malo ulenjili, pa je na novi model Utgard generacije trebalo čekati cele četiri godine. Radi se (ponovo) o redizajnu svojih prethodnika koji sada imaju dvostruko bolje mogućnosti obrade verteksa (poligona), što je dosta značilo za udobno igranje video-igara. Ostalo je više-manje jednako: površina kristala varijante „MP4” sa 256 kilobajta iznosi 8,6 mm². U maksimalnoj konfiguraciji sa osam jezgara („MP8”), i na istom radnom taktu, Mali-450 postiže dvostruko bolje rezultate od svog prethodnika sa varijantom „MP4”. Osim toga, ovo je prva generacija ARM grafike koja je podržavala rad sa 4K ekranima. Ugrađivana je u SoC-ove Kirin 620, 910, MediaTek MT6588, MT8392 itd.

Ne tako davne 2015. godine, ARM predstavlja grafičko jezgro Mali-470, koje je po većini parametara veoma slično Mali-400. Glavna karakteristika ovog modela je dvostruko veća energetska efikasnost (FPS/mW) u odnosu na pomenutog prethodnika. Glavno ciljno tržište su u to vreme nadirući pametni časovnici, ali i sve druge konfiguracije kojima je ekonomija energije važnija od performansi.

Središte zemlje (Midgard)

Sledeća generacija ARM grafičkih jezgara nosi naziv Midgard, što u (već pogađate) nordijskoj mitologiji označava mesto gde žive ljudi, ili obični smrtnici (bukvalni prevod znači „srednji ograđeni prostor”). Celu seriju jezgara možemo podeliti u tri glavne kategorije koje ćemo označiti kao T600, T700 i T800. Krajem 2011. godine je najavljeno pojavljivanje prve generacije GPU jezgara novog pokolenja, koja se sastojala od tri modela: T601, T604 i T658. Karakteristika njihove arhitekture jeste da po prvi put donose jezgra koja poseduju po dve aritmetičke jedinice i jednu jedinicu za teksture. Podržani su standardi DirectX 11 FL 9_3, OpenCL 1.1 i OpenGL ES 1.1, 2.0 i 3.0. Model T601 nije prikazan u našoj tabeli pošto nikada nije došlo do njegove realizacije, a radi se o varijanti sa samo jednim novim jezgrom. Nije teško zaključiti da se kod modela T604 radi o četiri jezgra, ali kako onda da tumačimo model T658? Poslednja cifra nam govori da se radi o modelu sa osam jezgara, dok cifra pet govori da se radi o jezgrima koja mogu izvoditi intenzivne matematičke operacije. Za tu namenu model T658 poseduje dupliran broj aritmetičkih protočnih linija u odnosu na T604. To omogućuje da ovi GPU budu četiri puta brži u odnosu na one sa oznakom T604. Međutim, ova prva T6xx generacija se ne može smatrati uspešnom, pošto je na njenoj bazi sagrađeno samo nekoliko uređaja (Google Nexus 10, Samsung Galaxy Mega 6.3, HP Chromebook 11), a svi su u sebi imali Samsungov SoC Exynos 5250, koji je kao GPU koristio T604. Pola godine kasnije, ARM je već obelodanio drugu generaciju grafičkih jezgara koju su činili T622, T624, T628 i T678. Glavna razlika između T622, T624 i T628 se odnosi na broj jezgara. Ova serija sa sobom donosi ASTC (adaptive scalable texture compression) tehniku za kompresiju tekstura, što za posledicu ima brži rad, manje zauzeće resursa i manju potrošnju energije. Po rečima proizvođača, oni imaju do 50 odsto bolje performanse u odnosu na prethodnike. Na ovom mestu se, po ko zna koji put do sada, moramo požaliti na aljkavost kompanije ARM, koja nije ponudila podatke o brzini obrade piksela i poligona ni za jedan od modela iz ove generacije. Nažalost, te informacije nisu dostupne ni iz drugih izvora, što se odrazilo i na našu prateću tabelu. Ubedljivo najuspešniji model ove generacije je bio T628 koji je ugrađivan u mnoštvo poznatih modela telefona i tableta, kao što su: Samsung Galaxy S5, Galaxy Tab S, Galaxy Tab Note, Huawei Honor 7, P8, Ascend Mate7, HP Slate 7 ili Meizu MX4 Pro. Ovde moramo napomenuti i poznati SBC (single-board computer) Odroid-XU4 koji, uprkos tome što je predstavljen pre četiri godine, i dan-danas važi kao jedan od najbržih modela. Poznati SoC sa ovim GPU su Exynos 5420 i Kirin 920/930. Slično modelu T658, Mali-T678 poseduje dvostruko veći broj aritmetičkih cevovoda u odnosu na slabije rođake, što uz upotrebu OpenCL frameworka omogućava znatno ubrzanje u poslovima koji zahtevaju mnogo matematike. Jezgra T768 su prvenstveno bila namenjena upotrebi u tablet računarima, ali zbog velike potrošnje nisu imala uspeh na tržištu.

Jeseni 2013. godine, ARM prezentuje treću generaciju Midgard GPU arhitekture koja spada u seriju T700, a sačinjavaju je samo dva modela: T720 i T760. Mali-T720 je namenjen srednjem i nižem segmentu tržišta i možemo ga posmatrati kao neku vrstu naslednika modela Mali-400, od kojega je brži za oko 50 odsto, uz povećanje energetske efikasnosti od 150 odsto. Sa smanjenjem potrošnje energije ide i smanjenje površine kristala za 30 odsto, što je važna stvar kada su u pitanju mobilni uređaji. Najčešće se sreće u kombinaciji sa jezgrima Cortex-A7, A17 i A53. Ovaj GPU je bio veoma uspešan, pa se broj modela koji su ga koristili meri stotinama. Poznatiji SoC sa ovom grafikom su Mediatek MT6735, MT8735, MT6737, MT8163, Samsung Exynos 7580, 7420, 7578...

Za razliku od prethodnog modela, Mali-T760 je uglavnom namenjen višoj klasi uređaja (Cortex-A15, A17, A57) i donosi čak četiri puta veću energetsku efikasnost od one kod modela T604. Broj jezgara je povećan do šesnaest, dok se keš memorija drugog nivoa kreće u opsegu 256÷2048 kilobajta i pri tome svaka četiri šejderska jezgra dele pridruženi blok od 256 do 512 kilobajta. Unapređene su verzije hardversko-softverskih standarda sa prethodnih modela, pa sada imamo podršku za OpenCL 1.2, OpenGL ES 3.2 i DirectX 11. FL11_1. Neki od poznatijih modela telefona sa ovom grafikom su: Samsung Galaxy S6, S6 Edge, Galaxy Note 4, Lenovo K4 Note, Sony Xperia E4g, Meizu M5S, ZTE Blade QLUX. Kao najčešće korišćene SoC konfiguracije srećemo: Mediatek MT6753, Samsung Exynos 5433, 7420, 7580 i Rockchip RK3288.

Malo po malo, došli smo do četvrte i poslednje generacije arhitekture Midgard serije T800, koju sačinjavaju grafička jezgra Mali-T820, T830, T860 i T880. Nije teško zaključiti da T820 predstavlja naslednika modela T720 i donosi još manju potrošnju energije, uz smanjenje dimenzija grafičkog jezgra. To po rečima proizvođača ima za posledicu da T820 postiže za nekih 40 odsto bolje rezultate u odnosu na T620. Namenjen je nižim segmentima tržišta. Do sada nismo imali modele koji se završavaju brojem 30. GPU T830 je po mnogim parametrima veoma sličan sa modelom T820, a razlika se odražava time što on postiže bolje rezultate u matematički orijentisanim zadacima, zahvaljujući naprednijoj organizaciji šejderskog podsistema, pa je za oko 55 odsto brži od modela T620.

Serija T800 sa sobom donosi nove mehanizme za kompresiju frejm bafera (deo memorije namenjen čuvanju podataka vezanih za prikaz grafike), što rezultuje znatno manjom opterećenošću interne magistrale povezane sa procesorom. Isti mehanizam kompresije je ugrađen i u prateći video-koprocesor Mali-V550 i displej-koprocesor Mali-DP550, o kojima će biti reči posle. Serija T800 je prva generacija Mali jezgara sa podrškom za OpenGL ES 3.2. Zanimljivo je da je predstavljen samo jedan SoC koji koristi GPU T820 i to je Amlogic S912, korišćen kao osnova SBC računara Khadas VIM2 Max i nekoliko TV boksova. Što se tiče T830, prisutan je u sledećim SoC: HiSilicon Kirin 650, Samsung Exynos 7 (7870 i 7880) i Amlogic T966.

Dva najsnažnija modela četvrte Midgard generacije (serija T800) nose oznake T860 i T880, pri čemu treba reći da se T880 pojavio nekoliko meseci kasnije i, osim prelaska sa 28-nanometarskog procesa na 16 nanometara, donosi i uvođenje treće aritmetičke jedinice (ALU) po šejderskom jezgru. To je uticalo i na mogućnost podizanja radnog takta do jednog gigaherca, što se odražava na ukupno povećanje efikasnosti. Proizvođač tvrdi da je T880, u uslovima jednake potrošnje energije, za 80 odsto brži od T760. Isto tako, T880 je za nekih 15 do 30 odsto brži u odnosu na T860, ali u praktičnom radu te podatke uvek treba uzimati sa rezervom. Ovi GPU modeli mogu posedovati od jednog do šesnaest jezgara. Glavni proizvođač SoC baziranih na GPU T860 je Mediatek sa modelima MT6750 i Helio P10 (MT6755), a njihovi konkurenti su Rockchip RK3399 i Surge S1, prvenac kompanije Xiaomi. Neki od brojnih telefona koji koriste ovu grafiku su: Motorola Moto M, Philips X818, Meizu M3 Note, Nokia 5.1, Xiaomi Surge S1, Sony Xperia XA, Lenovo K5 Note, Alcatel 5, LG K11...

Nešto je raznovrsnija ponuda SoC modela za T880, pa tu srećemo: MediaTek Helio P20 (MT6757), Helio X20 (MT6797) i Helio P25 (MT6757DT), Samsung Exynos 8 (8890) i HiSilicon Kirin 950, dok se na spisku modela telefona baziranih na njima nalaze: Huawei Honor 8 i Mate 8, Samsung Galaxy S7, Xiaomi Redmi Note 4, Alcatel Flash, Sony Xperia XA1...

Most u svetlu budućnost (Bifrost)

Pridržavajući se svoje ranije prakse imenovanja GPU arhitektura po nazivima iz nordijske mitologije, norveška filijala ARM je svoju treću varijantu dizajna sa početka 2016. godine nazvala Bifrost, što je naziv za most koji gori u bojama duge i nalazi se na prelazu iz sveta običnih ljudi u svet bogova. Ova generacija za sada ima šest predstavnika (po redosledu pojavljivanja): G71, G51, G72, G52, G31 i G76.

Prvenac, Mali-G71 je predstavljen zajedno sa jezgrom Cortex-A73, što je u to vreme bila moćna kombinacija koja je našla mesto u brojnim uređajima visoke klase. Prva karakteristika ove generacije jeste mogućnost ugradnje dvostruko većeg broja šejderskih jedinica u odnosu na generaciju T880 i donosi porast performansi za 40 odsto, ali i uz 20 odsto manju potrošnju od prethodnika. Keš drugog nivoa iznosi od 128 do 2048 kilobajta i organizovan je u memorijske blokove kojih može biti od jedan do četiri. Podržana je puna koherentnost resursa, što u prevodu znači da CPU i GPU mogu istovremeno pristupati istim delovima memorije, bez potrebe da se podaci razmenjuju među njima. Bifrost arhitektura donosi pojam „izvršenja sa klauzulom” (clause execution) koji se odnosi na način izvršavanja naredbi u šejderskim jezgrima. Za razliku od klasičnog sekvencijalnog pristupa, ovde se više naredbi grupiše u svojevrsne pakete koji se obrađuju paralelno.

Kod modela Mali-G71 primenjena je inteligentna organizacija podataka koja sprečava eventualne zastoje u procesu obrade ovakvih grupa naredbi. Kao jedna od najvažnijih osobina se navodi uvođenje „kvadro-vektorizacije” (quad-vectorization), što je naziv za način obrade vektorskih podataka u okviru SIMD bloka, a čije objašnjenje izlazi iz okvira ovog teksta. Bifrost sa sobom donosi i podršku za Vulkan API, koji predstavlja svojevrsnog naslednika OpenGL. Generacija G71 je poznata po tome što je po prvi put (po tvrdnjama proizvođača) uspela da ostvari rezultate slične onima koje ostvaruje video-podsistem u prenosnim računarima (pominje se GTX 940M). Neki od SoC-ova sa ovom grafikom su HiSilicon Kirin 960, Samsung Exynos 8895, Mediatek Helio P23 (MT6763T), Helio P30 (MT6758), neki od poznatijih modela telefona: Samsung Galaxy S8 i Note 8, Huawei Honor 9, Mate 9 i P10, Alcatel 7...

Drugi čip generacije Bifrost nosi naziv G51 i po prvi put (u porodici Mali) donosi mogućnost obrade dva piksela u jednom taktu. Prednost ovakvog pristupa je smanjenje dimenzija kristala, dok minus predstavlja pad performansi. Tri odvojena šejderska bloka omogućavaju obradu šest piksela po taktu (varijanta „MP6”). Kada se uporedi sa T830, G51 postiže za 60 odsto veću „gustinu” performansi (odnos brzine i veličine kristala), ima 30 odsto manje dimenzije i za 60 odsto veću energetsku efikasnost. Podržava rad sa 4K ekranima. Za sada jedini SoC sa ovom grafikom je Kirin 710, a on se ugrađuje u telefone koji su se nedavno pojavili na tržištu: Huawei Mate 20 Lite, Nova 3i, Maimang 7 i Honor 8x.

Tačno godinu dana posle pojavljivanja G71, zajedno sa modelom procesora Cortex-A75 se pojavljuje GPU G72 koji predstavlja svojevrsni update prethodnika. Dok su zadržani praktično svi elementi G71 dizajna, inženjeri su se potrudili da poboljšaju performanse optimizujući uočene nedostatke. Oni su, po rečima kompanije, uspeli da postignu poboljšanje performansi za 40 odsto, kao i za četvrtinu bolju energetsku efikasnost. Tu je i podatak o 20 odsto većoj gustini performansi pri istom tehnološkom procesu u odnosu na G71. SoC-ovi su Samsung Exynos 9810 i Kirin 970.

Početkom ove godine predstavljena su dva nova modela koji nose oznaku G52 i G31. Nije teško pogoditi da se u slučaju G52 radi o unapređenoj verziji modela G51, koji ovaj put donosi osetno poboljšanje performansi. Poboljšanje je ponajviše posledica povećanja faza cevovoda u ALU sa četiri na osam, što je prvi takav slučaj kod Mali arhitekture. Slično prethodniku, u mogućnosti je da obrađuje dva piksela po sistemskom taktu, dok konfiguracija može da sadrži od jednog do četiri jezgra. Na istom radnom taktu, G52 postiže 30 odsto veću gustinu performansi, dok u poslovima vezanim za AI ubrzanje iznosi 3,6 puta (zahvaljujući pomenutom proširenju ALU), uz smanjenje potrošnje za 15 odsto. Pri radu na 850 megaherca, povećanje brzine je veće za 50 odsto u odnosu na G51 koji radi na 650 megaherca.

Za razliku od G52 koji cilja srednji segment tržišta, G31 je dizajniran sa namerom da posluži u dizajnu jeftinih uređaja najniže kategorije cena i da pri tome ima male dimenzije i nisku potrošnju. Predviđeno je da se ugrađuje zajedno sa procesorima Cortex-A55, pa se može smatrati naslednikom deset godina starih GPU Mali-400 (nemaju podršku za OpenGL ES 3.x i Vulkan), koji se još često sreću u kombinaciji sa Cortex-A53. U odnosu na G51, G31 donosi za 20 odsto manje dimenzije (i to pri tehnološkom procesu od 28 nanometara), 20 odsto veću gustinu performansi i 12 odsto „unapređenja za rastuću kompleksnost UI” (šta god to značilo). Može posedovati maksimalno dva jezgra (mada na sajtu proizvođača piše da su podržane konfiguracije „MP1-MP6”) i prvi je GPU iz donje klase koji implementira AFBC (ARM frame buffer compression). Reč je o dosta svežoj tehnologiji i u trenutku pisanja jedini najavljeni (Q1 2019) SoC sa G52 grafikom je Amlogic A311D. Za G31 nismo uspeli da nađemo nijednu konkretnu implementaciju.

Najsvežiji model sa oznakom G76 je krajem proleća predstavljen zajedno sa procesorima Cortex-A76 i biće proizvođen trenutno najsavremenijim tehnološkim procesom od sedam nanometara. Zanimljivo je da je maksimalni broj jezgara smanjen sa prethodnih 32 na 20, ali, bez obzira na to, proizvođač obećava da će, sada već standardna veličina „gustine performansi” porasti za 30 do 65 odsto, dok će potrošnja energije biti smanjena za 30 odsto. Kod novih ARM CPU smo se navikli i na merenje brzine mašinskog učenja (ML, machine learning) koja se sada navodi i za grafička jezgra i u odnosu na prethodnika je veća za 270 odsto.

Ovaj dizajn poseduje tri izvršne jedinice po jezgru šejdera i, slično kao i G52, udvostručuje broj faza protočnog niza ALU na osam. Keš se kreće u opsegu 512 do 4096 kilobajta i deli se na dva ili četiri segmenta. Na tržištu se već pojavio SoC Kirin 980 (Huawei Mate 20/Pro, Honor Magic 2) sa 10 jezgara G76, dok se špekuliše da će Samsung Exynos 9820 (Galaxy S10?) imati čitavih 18!

Mali VPU i DPU jezgra

Kao što imamo jezgra za procesiranje piksela i poligona, ARM nam je ponudio specijalizovana jezgra za reprodukciju videa i jezgra namenjena kontroli ekrana. Od kraja prošle godine imamo i jezgro Mali-C71, namenjeno radu sa kamerom. Treba odmah reći da su ove komponente manje eksponirane u javnosti, pa ćemo ih ovde samo ukratko predstaviti. Prva generacija koprocesora za prikazivanje videa je Mali-V500 i pojavila se zajedno sa GPU jezgrima generacije T62x. U njihovom dizajnu je primenjena već pominjana AFBC (ARM frame buffer compression) tehnika kompresije bez gubitaka u kvalitetu. Ovo je rezultovalo sa 50 odsto manjim opterećenjem interne magistrale, što je uticalo na smanjenje potrošnje i mogućnost korišćenja jeftinijih (sporijih) memorija. U skladu sa svojim skalabilnim dizajnom, ARM nudi mogućnost ugradnje od jednog do osam video-jezgara. Reprodukcija FHD videa sa 60 frejmova je moguća već sa jednim jezgrom, dok u maksimalnoj konfiguraciji može da pušta video u rezoluciji 4K sa 120 frejmova. Kompanija je izašla u susret moćnom holivudskom lobiju i ugradila zaštitu od kopiranja videa, koja se oslanja na tehnologiju TrustZone. Čipovi sa V500 dekodiraju video u formatima H.263, H.264, MPEG2, MPEG4, WMV, VP8 i Real, dok je kodiranje moguće u H.264 i VP8.

Generacija GPU T8xx je donela video-koprocesor V550 koji podržava iste rezolucije, ali donosi podršku za dubinu YUV boja od 10 bita, standard kompresije HEVC H.265 i JPEG, kao i dodatno smanjenje potrošnje energije.

Sa Bifrost arhitekturom dolazi VPU jezgro V61, čija je najvažnija novost podrška za Googleov VP9 standard (8 i 10 bita), kao i uvođenje profila HEVC Main 10. Mali-V52 je namenjen uređajima iz srednjeg ranga cena i omogućava reprodukciju 4K videa sa četiri VPU jezgra, dok najnoviji V76 može da prikaže 8K video sa 60 frejmova. Pošto je za 8K60 potrebno četiri puta više prostora, uvedena je još jedna AXI magistrala i povećan broj bafera sa 4096 na 8192. U odnosu na V61, V76 pruža za 25 odsto kvalitetniji prikaz slike.

Iako su daleko od medijske pažnje, kontroleri displeja predstavljaju veoma važan deo savremenih mobilnih uređaja. Njihov zadatak se sastoji u kombinovanju rezultata rada CPU, GPU i VPU blokova, što za posledicu ima sliku koju vidimo na displeju. Taj proces možemo uporediti sa upotrebom slojeva u grafičkim programima, pa tako, na primer, neka aplikacija sa funkcijom video-plejera može kombinovati sloj videa i sloj kontrole boja sa slojem korisničkog interfejsa, a da bi se to postiglo, potrebno je hardver povezati u jednu celinu putem interne magistrale. Osim toga, kontroler se brine o dimenzijama prikaza (recimo, kada se 4K video prikazuje na FHD ekranu), kontroliše izgled korisničkog interfejsa, omogućava rotaciju ekrana i još dosta drugih stvari. Sve to se na kraju pretvara u digitalne impulse koji se šalju na displej i formiraju grafički prikaz. Generalno, o ovoj vrsti jezgara se nema šta previše pisati, pošto su njihove osnovne radne karakteristike prikazane u pratećoj tabeli, dok je okvirni dizajn predstavljen na ilustraciji generacije DP500. Uglavnom se evolucija novijih dizajna svodi na povećanje rezolucije prikaza, kao i smanjenje dimenzija kristala i potrošnje energije. Najnovije generacije su rađene po arhitekturi Komeda i donose mogućnost istovremenog korišćenja dva displeja. Slično kao kod video-procesora, velike dimenzije ekrana opterećuju internu AXI magistralu, pa je kod modela D71 ona proširena do 128 bita.

• • •

Grafička jezgra Mali po brzini najčešće nisu deo snova (pre)zahtevnih igrača na mobilnim platformama, ali za najveći broj korisnika će zadovoljavajuće obaviti sve potrebne poslove. Po starom pravilu o parama i muzici, u pojedinim modelima skupih telefona i tableta znaju da postignu odlične rezultate, ali ćemo često biti u prilici da konstatujemo da zaostaju za konkurentima. S obzirom na pristupačne cene, Mali se nalazi u velikom broju uređaja iz srednjeg i donjeg cenovnog ranga, tako da se radi o GPU porodici koja je definitivno najzastupljenija na tržištu.

Igor S. RUŽIĆ