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ARM MALI系列GPU
ARM的GPU設計項目最早是由挪威科技大學在90年代末開始的，然后在2001年，這個項目的Mali團隊成員脫離研究，成立了一家名為Falanx Microsystems的公司。起初，F(xiàn)alanx的人員瞄準了PC圖形市場，但那是后3DFX時代，包括S3、Rendition、Revolution和Imagination在內的許多公司最終都失敗了。最后，F(xiàn)alanx無法籌集到足夠的資金，被迫放棄了PC圖形市場。
在那個“緊急時期”，由于資金有限，PC圖形硬件研發(fā)成本極高，F(xiàn)alanx最終決定轉向移動SoC GPU設計。因為移動GPU設計更簡單，更容易成功。Falanx的Mali GPU也迎來了他們的第一個客戶，美國的Zoran公司，并使用Mali-55作為他們的Approach 5SOC芯片的GPU，LG & # 39在s Viewty這樣的熱門手機產(chǎn)品中。即便如此，F(xiàn)alanx并不滿足，終于在2006年迎來了他們的“大魚” 。鑒于SoC市場的不斷增長和移動計算的大潮，ARM最終決定收購Falanx，成立自己的GPU部門，與ARM的CPU共同推動整個行業(yè)的增長。ARM作為一家資金雄厚的后起之秀，完全有能力給予Falanx充足的資金和R&D資源來實現(xiàn)夢想。
Utgard，ARM的第一代微架構。這一代架構出來的比較早，主要是圖形加速IP 。可以追溯到2007年的馬里-200 。但最讓人驚訝的還是Mali-4xx系列，現(xiàn)在很多電視芯片還在用這個IP 。比如小米的智能電視，而且很多都是Mali-4xx系列。第二代微建筑Midgard(北歐神話人物:Midgard) 。Midgard這一代GPU開始屬于同一個著色器架構，也就是上面提到的頂點著色器和片段著色器已經(jīng)統(tǒng)一，也就是說同一個著色器計算單元可以處理多個著色器。當然，它也開始支持通用計算。尤其是對OpenCL的支持。第三代微建筑Bifrost(北歐神話中連接天地的彩虹橋) 。第四代微建筑Valhall(北歐神話中的瓦爾哈拉神廟，是戰(zhàn)死的勇士死后奧丁的神廟)于2019年第二季度上線。這個系列是基于超標量的。
常用高通和ARM MALI GPU參數(shù)對比。

資料來源:互聯(lián)網(wǎng)
ARM MALI-G710
目前ARM最新的GPU是G710，ARM的架構變化頻繁。G710可能是ARM最成功的GPU架構，它采用4 nm制造工藝。
和英偉達的桌面GPU相比，ARM的架構差別很大。ARM采用大核設計，一般寫成MALI G710 MPX或MCX，X代表核數(shù) 。MALI的核心是著色器核心，可以類似于NVIDIA的SM流多處理器。渲染核心中有一個執(zhí)行引擎，可以看作是CPU領域的ALU 。
MALIG710渲染內核

圖片來源:互聯(lián)網(wǎng)
早期ARM是SIMD設計的，但最近已經(jīng)成為GPU常用的SIMT 。G710的執(zhí)行引擎是G77的兩倍，有兩個執(zhí)行引擎。每個執(zhí)行引擎包含兩個集群，執(zhí)行16位寬的線程，相當于64個alu 。G710支持7-16核設計，即最多1024個alu 。
MALIG710執(zhí)行引擎

圖片來源:互聯(lián)網(wǎng)
G710的執(zhí)行核心沒有具體信息，應該和G77一樣是64 warp或者1024線程。每個處理單元有三個alu:FMA(混合積累加計算)和CVT(轉換)是16寬度的，而SFU(特殊函數(shù)單元)是4寬度的。每個FMA每個周期可以做16次運算，運算數(shù)據(jù)的精度是FP32，換成FP16是32倍，8位整數(shù)INT8是64倍。和NVIDIA的桌面GPU一樣，F(xiàn)P16和FP32是分開計算的，也就是說可以同時計算，但是移動MALI不需要這種設計。Convert單元處理基本整數(shù)操作和自然類型轉換操作，并充當分支端口。
Mali-G77渲染內核