ARM架构

  • ARM Mali 是 ARM 公司（现为 Arm Ltd.，总部位于英国）开发的一系列图形处理器（GPU）和视频处理器产品。

  • Mali GPU 被广泛应用于智能手机、平板电脑、嵌入式设备、物联网设备、车载系统等领域，尤其适用于基于 ARM 架构的 SoC（系统级芯片）。

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一、Mali GPU 简介

1.1 起源与定位

  • 厂商：Arm Ltd.（不直接制造芯片，而是授权 IP）

  • 用途：为低功耗设备提供高效图形和计算能力

  • 兼容架构：广泛用于基于 ARM Cortex-A 系列 CPU 的 SoC 中（如联发科、三星、华为、瑞芯微、全志等厂商使用）

1.2 核心特性

特性

说明

低功耗设计

面向移动和嵌入式设备优化

Open Standards 支持

支持 OpenGL ES、Vulkan、OpenCL、RenderScript 等

可扩展性

可根据 SoC 需求定制核心数量和配置

GPU Compute 支持

支持 GPGPU 计算（例如 AI 推理、图像后处理）

二、主要产品线

产品系列

代表型号

特点

Mali-400 系列

Mali-400 MP

早期型号，主打 2D/3D 图形性能，支持 OpenGL ES 2.0

Mali-T 系列

Mali-T760/T880

引入 Midgard 架构，支持 OpenCL、GPGPU

Mali-G 系列

Mali-G71、G76、G77、G78

Bifrost 架构，强化 Vulkan 和 AI 计算

Mali-G610 / G710 等

最新一代，Valhall 架构

强化高性能图形与计算，支持 Android 高端设备与 AI 工作负载

Mali-X 系列

Mali-X Eclipse

面向旗舰设备的超高性能 GPU

三、架构演进（简要）

  1. Utgard 架构（Mali-400/450）

    • 固定功能管线，支持 OpenGL ES 2.0

  2. Midgard 架构（Mali-T 系列）

    • 支持 GPGPU（OpenCL）、Unified Shader

  3. Bifrost 架构（G71~G76）

    • 支持 Vulkan API、线程调度器改进、提升能效

  4. Valhall 架构（G77~G710）

    • 向现代桌面 GPU 架构靠拢，提升 AI 性能与调度能力

  5. 第五代架构（如 G620/G720/Xclipse）

    • 面向新一代智能设备，提升多线程渲染和光追性能

四、应用场景

  • 智能手机和平板电脑：如华为麒麟 SoC、三星 Exynos、联发科芯片等

  • 嵌入式系统：如树莓派、Jetson、Rockchip、全志、瑞芯微等开发板

  • AI 计算和边缘推理：Mali GPU 结合 OpenCL/Vulkan 可执行轻量化 AI 模型

  • 车载系统：用于信息娱乐系统和仪表盘图形渲染

五、与其他 GPU 对比

项目

Mali GPU

Adreno（高通）

PowerVR（Imagination）

Apple GPU

兼容性

多 SoC 厂商广泛集成

高通自用

曾广泛用于 iPhone、联发科

Apple 自研

能效

高效能耗比

高性能 + 高能耗

中低端市场

极致优化

AI 支持

Vulkan/OpenCL 支持 AI

支持，但更靠 NPU

限

强 AI 协同