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ARM Mali-G71 MP20

Die ARM Mali-G71 MP20 ist eine mobile Hochleistungs-GPU für ARM-basierte SoCs, die am 30. Mai 2016 vorgestellt wurde. Die MP20-Variante der Mali-G71 ist erstmals in Samsungs Exynos 9 Octa 8895 verwendet worden und integriert 20 Shader-Cores. Damit liegt sie immer noch deutlich unter den 32 maximal möglichen Shader-Cores, die mit der Mali-G71-Plattform möglich sind. Die Mali-G71 kann Taktfrequenzen von bis zu 1037 MHz erreichen, wie hoch die Frequenz in der MP20-Variante ist, ist jedoch nicht bekannt. Die GPU kann mit der 16 nm, 14 nm oder 10 nm FinFET-Prozesstechnologie hergestellt werden.

Architektur
Die ARM Mali-G71 MP20 basiert auf der neu entwickelten Bifrost-Mikroarchitektur. Mit Bifrost führt ARM die Namensgebung der vorigen Generationen Utgard und Midgard fort und ist somit ebenfalls nach der nordischen Mythologie benannt. Die GPU wurde unter dem Codenamen Mimir entwickelt und ist im Vergleich zur Vorgängerin Mali-T880 deutlich in die Breite gewachsen. Mit praktisch doppelt so vielen Shader-Cores bei voller Ausstattung (16 vs. 32) bietet sie jedoch auch eine höhere Die-Effizienz als ihre Vorgängerin. Die Bifrost-Mikroarchitektur bringt Quad-Vectorization in die Mali-GPUs, wodurch die Zkylenanzahl verringert wird, die nötig ist, um Vector-Operationen auszuführen. 3D-Grafiken werden mit X, Y und Z Koordinaten berechnet, die mit Addition, Multiplikation usw. verändert werden. In der Midgard-Mikroarchitektur wurde eine Single-Instruction-Multiple-Data-Engine (SIMD) benutzt, bei der alle 3 Nummern gleichzeitig multipliziert werden, anstatt jede Nummer in einem einzelnen Zyklus zu berechnen. Da Dreiergruppen in Computern jedoch nicht verlässlich berechnet werden können, kann die SIMD-Engine aus Midgard jedoch 4 Multiplizierungsoperationen in einem Zyklus ausführen. Da aber X, Y und Z hier immer gleichzeitig berechnet werden, bleibt einer der Slots der SIMD-Engine leer und wird damit praktisch verschwendet. Quad-Vectorization löst dieses Problem, indem die 3 Nummern nicht gleichzeitig berechnet werden, sondern jede Nummer innerhalb eines Zyklus viermal berechnet wird und somit alle verfügbaren Slots belegt. Somit können alle 3 Nummer bereits nach 3 statt erst nach 4 vollen Taktzyklen berechnet werden. Für die Aufteilung dieser Berechnungen ist der Quad-Manager zuständig, der neben den Execution-Engines sitzt.

Funktionen
Die GPU unterstützt die APIs Vulkan 1.0, OpenGL ES 3.1 mit Android-Expansion-Pack, OpenVG 1.1, OpenCL FL 2.0, Direct3D 12.0 FL 11_1 und Android Renderscript. Sie ist mit den Bandbreiten-Reduzierungstechnologien AFBC, Smart Composition, ASTC und Transaction Elimination ausgestattet. Für hohe grafische Detailtreue benutzt die GPU zudem die Features Multi-Sample Anti-Aliasing (MSAA), Mipmaps und Tessellation.

Leistung
Samsung gibt an, mit der ARM Mali-G71 MP20 im Exynos 8895 eine 60% höhere Leistung als die Vorgängerin Mali-T880 MP12 im Exynos 8890 zu erreichen. Das sind nochmal 10% mehr, als ARM selbst als Performancezuwachs angibt. Durch diese herausragende Leistung stellen selbst aufwendige 3D-Spiele und VR kein Problem für die GPU dar.
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Technische Daten
ModellMali-G71 MP20
DirectX-Version12
Dedizierter SpeicherNein
Fertigungsprozess10 nm

8 Smartphones mit ARM Mali-G71 MP20

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