ARM نسل جدید پردازندههای گرافیکی خود با نام Mali-Cetus را با تمرکز ویژه بر 4K ، HDR و واقعیت مجازی معرفی کرد.
اکثر دستگاههای اندرویدی از سیستمهای روی چیپی استفاده میکنند که واحد پردازش گرافیکی آنها با نام Mali، توسط شرکت انگلیسی ARM طراحی شده است. معمولا بهروزرسانیهای معماری آرم شامل تغییرات اندکی روی واحد پردازش گرافیکی میشود؛ اما ظاهرا تغییرات معماری جدید مالی بهقدری چشمگیر بوده است که این بار واقعا میتوان نام «نسل جدید» بر آن گذاشت.
نسلهای قبلی پردازندههای گرافیکی ARM با نامهای Mali-DP500/550/650، همگی بر مبنای یک معماری و با تفاوتهای بسیاری جزئی طراحی شده بودند. Cetus اما معماری کاملا جدیدی است که برای پشتیبانی از نمایشگرهایی با رزولوشن بالا، HDR، واقعیت مجازی و چندوظیفگی طراحی شده است. این مجموعه ویژگیها، پردازندههای گرافیکی مالی را برای استفاده در طیف وسیعی از دستگاهها (از تلفنهای هوشمند و تبلتها گرفته تا هدستهای VR و تلویزیونهای 4K HDR) مناسب میکند.
ARM با معرفی Mali-Cetus، سطح بیسابقهای از جزئیات معماری گرافیکی خود نیز منتشر کرده است. پردازندههای گرافیکی جدید ARM از ۵ واحد مجزا تشکیل خواهند شد و هر کدام از این واحدها وظایف خاص پردازش گرافیکی را بر عهده خواهد گرفت.
واحدهای بهکاررفته در معماری Mali-Cetus
واحد فشردگی فریمبافر آرم (AFBC: ARM FrameBuffer Compression)
واحد کنترل گلوبال (Global Control Unit)
واحد پردازش لایه (Layer Processing Unit)
واحد ترکیب (Composition Unit)
واحد خروجی نمایشگر (Display Output Unit)
واحد پردازش لایه را میتوان مهمترین واحد پردازندههای گرافیکی جدید مالی دانست؛ مخصوصا به این دلیل که رابط حافظه و بافر در آن قرار گرفتهاند. این واحد به همراه AFBC، هنگام انجام وظایفی که بهشدت به حافظه وابسته هستند، بیشترِ بار پردازش را به دوش خواهد کشید.
واحد پردازش لایه (Layer Processing Unit)
اما از لحاظ عملی و از دید یک کاربر عادی، «واحد ترکیب» بیشترین و محسوسترین تفاوت را ایجاد خواهد کرد. این واحد که وظیفهی ترکیب و تغییر اندازهی لایههای مختلف در رابط کاربری (UI) را بر عهده دارد، طی سالیان گذشته مرتبا توسط ARM بهروزرسانی شده است تا بتواند از پس پردازش رابط کاربری پیچیدهی اندروید بربیاید. پردازندههای Cetus از این پس میتوانند تا ۸ لایه را ترکیب کنند و با استفاده از ۴ موتور اسکیلینگ خود، تا ۴ لایه را تغییر اندازه بدهند.
این ویژگی مخصوصا برای اندروید 7 نوقا که در آن قابلیت نمایش سایدبایساید چندین پنجره وجود دارد، بسیار مهم است.
واحد ترکیب (Composition Unit)
یکی از کلیدیترین ویژگیهای معماری جدید مالی، پشتیبانی بهینه از رزولوشن 4K است. گرچه نسخههای پیشین این معماری نیز توانایی پشتیبانی از رزولوشن اولترا اچدی داشتند، اما از آنجا که در اصل برای رزولوشنهای پایینتر طراحی شده بودند، هنگام استفاده در دستگاههایی با نمایشگر 4K بهینه عمل نمیکردند.
Cetus اما با استفاده از تکنیکهای جدید، باعث بهینگی مصرف انرژی هنگام پردازش محتوای 4K میشود. یکی از این تکنیکها، تقسیم لایههای بزرگ 4K به چند لایهی کوچکتر است. از آنجایی که Cetus دارای چندین زیر-واحدِ پردازش لایه است، این تکنیک باعث میشود بار پردازشی سنگین لایههای بزرگ، بین منابع سختافزاری بیشتری تقسیم شود. نتیجهی استفاده از چنین روشی این است که به جای بالا بردن سرعت کلاک تمام چیپ و مصرف بیشتر انرژی برای پردازش یک لایهی بزرگ، پردازنده میتواند در سرعتهای کلاک پایین و با تقسیم بار پردازشی، همان کار را با صرف انرژی کمتر به انجام برساند.
نحوهی پردازش لایههای 4K در معماری جدید Mali-Cetus
در انتها، یکی از دیگر ویژگیهای جدید Cetus، رابطی است که ARM آن را «رابط کمکپردازنده» (Coprocessor Interface) مینامد. ARM با استفاده از این رابط جدید به شرکای سختافزاری خود اجازه خواهد داد از واحدهای پردازشی کمکی در کنار پردازندههای گرافیکی مالی استفاده کنند. برای مثال، خود ARM برای پشتیبانی از HDR از یک واحد پردازش کمکی با نام Assertive Display در کنار Mali-Cetus استفاده خواهد کرد.
هنوز مشخص نیست اولین سیستمهای روی چیپ مجهز به پردازندههای گرافیکی Mali-Cetus را چه موقع در دستگاههای هوشمند خواهیم دید؛ اما با توجه به ویژگیهای جدید این معماری گرافیکی، باید انتظار ورود ARM به بازار هدست واقعیت مجازی و تلویزیون 4K HDR نیز داشته باشیم.