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말리 (GPU)

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목차

1. 개요

Mali는 ARM에서 개발한 GPU(Graphics Processing Unit) 시리즈로, Falanx의 Utgard 아키텍처 기반 코어에서 시작되었다. Utgard, Midgard, Bifrost, Valhall 아키텍처를 거쳐 5세대 아키텍처에 이르기까지 다양한 모델이 출시되었으며, 각 아키텍처는 성능 향상과 기능 추가를 이루었다. Mali GPU는 모바일 기기, 임베디드 시스템 등에서 사용되며, 엑시노스, 기린, 미디어텍 등 다양한 SoC에 탑재된다. 또한, Mali 비디오 프로세서는 비디오 인코딩 및 디코딩을 담당하며, Mali 디스플레이 프로세서와 카메라 프로세서도 존재한다. 오픈 소스 드라이버 프로젝트로는 Lima, Panfrost, Panthor 등이 있다.

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말리 (GPU)
개요
말리-T624 GPU를 탑재한 ARM Cortex A57 A53 big.LITTLE SoC
제작일2005년
제작사ARM 홀딩스
아키텍처우트가르드 (Utgard)
미드가르드 (Midgard)
비프로스트 (Bifrost)
발할 (Valhall)
모델변종 참고
코어 수1-32 코어
제조 공정4-40 nm
OpenCL 버전1.1-3.0
벌컨 API1.0-1.3

2. 역사

Mali GPU는 팔랑스 마이크로시스템즈(Falanx Microsystems)에서 개발을 시작하여 2006년 ARM에 인수되었다. 팔랑스는 Utgard 아키텍처 기반의 Mali-55, Mali-200 등을 출시했다. ARM은 Utgard 아키텍처를 계승하여 Mali-300, Mali-400 시리즈를 출시했다. 이후 Midgard 아키텍처를 도입하여 Mali-T600, Mali-T700, Mali-T800 시리즈를 출시했다. 2016년, Bifrost 아키텍처를 도입하여 Mali-G 시리즈를 출시했다. 2019년, Valhall 아키텍처를 도입하여 성능과 효율성을 더욱 향상시켰다. 2022년, 5세대 아키텍처를 발표하며 지연된 정점 셰이딩(DVS) 파이프라인을 도입, 성능 및 효율성을 개선했다.

2. 1. Utgard 아키텍처

2005년, 팔랑스(Falanx)는 Utgard GPU 아키텍처인 Mali-200 GPU를 발표했다.[4] 이후 ARM은 Mali-300, Mali-400, Mali-450, Mali-470을 잇따라 출시했다. Utgard는 비통합 GPU(개별 픽셀 및 버텍스 셰이더)였다.[5]

2. 2. Midgard 아키텍처

2010년, Arm은 Mali-T604를 발표하며 Midgard 아키텍처를 처음 선보였다.[6][7][8][9] Midgard는 계층적 타일링 시스템을 사용한다.[5]

2. 2. 1. Midgard 1세대

2010년 11월 10일, Arm은 Mali-T604를 포함하는 Midgard 1세대 GPU 아키텍처를 발표했으며, 이후 2011년에는 Mali-T658 GPU를 발표했다.[6][7][8][9] Midgard는 계층적 타일링 시스템을 사용한다.[5]

2. 2. 2. Midgard 2세대

2012년 8월 6일, Arm은 Mali-T678 GPU를 포함한 Midgard 2세대 GPU 아키텍처를 발표했다.[10] Midgard 2세대는 포워드 픽셀 킬(Forward Pixel Kill)을 도입했다.[5][11]

2. 2. 3. Midgard 3세대

2013년 10월 29일, Arm은 Mali-T760 GPU를 포함한 Midgard 3세대 GPU 아키텍처를 발표했다.[1]

2. 2. 4. Midgard 4세대

2014년 10월 27일, Arm은 Mali-T860, Mali-T830, Mali-T820을 포함하는 Midgard 4세대 GPU 아키텍처를 발표했다. 2015년 2월 3일에는 플래그십 Mali-T880 GPU가 발표되었다.[16]

Mali-T880은 최대 16개의 코어와 256KB – 2MB L2 캐시를 지원한다.[16]

2. 3. Bifrost 아키텍처

Arm은 2016년 5월 27일에 Mali-G71을 발표하며 Bifrost 아키텍처를 처음 선보였다. 이 아키텍처에는 쿼드 벡터화가 적용된 통합 셰이더, 스칼라 ISA, 절(Clause) 실행, 완전한 캐시 일관성 등의 새로운 기능이 포함되었다.[17][18]

2. 3. 1. Bifrost 1세대

Arm은 2016년 5월 27일에 Bifrost GPU 아키텍처를 발표했다. 이 아키텍처에는 쿼드 벡터화가 적용된 통합 셰이더, 스칼라 ISA, 절(Clause) 실행, 완전한 캐시 일관성 등의 새로운 기능이 포함되었다.[17][18]

Mali-G71은 최대 32개의 코어와 128KB – 2MB L2 캐시를 지원한다. Arm은 Mali-G71이 Mali-T880보다 성능 밀도는 40% 더 높고, 에너지 효율성은 20% 더 우수하다고 밝혔다.[17][18]

2. 3. 2. Bifrost 2세대

2017년 5월 29일, Arm은 Mali-G72 GPU를 포함한 Bifrost 2세대 GPU 아키텍처를 발표했다. 새로운 마이크로 아키텍처 특징은 다음과 같다.[19][20]

  • 산술 최적화 및 증가된 캐시
  • Mali-G72의 경우 최대 32개 코어, 128KB – 2MB L2 캐시
  • Arm은 Mali-G72가 Mali-G71보다 20% 더 높은 성능 밀도와 25% 더 나은 에너지 효율을 가지고 있다고 주장한다.

2. 3. 3. Bifrost 3세대

Bifrost영어 3세대 GPU 아키텍처는 2018년 5월 31일 Arm이 발표했으며, Mali-G76 GPU를 포함한다. 주요 특징은 다음과 같다.[21][22]

  • 엔진당 실행 레인은 8개로 (4개에서 증가) 늘어났다. 픽셀 및 텍셀 처리량은 2배 증가했다.
  • Mali-G76의 경우 최대 20개의 코어를 가지며, 512KB – 4MB L2 캐시를 가진다.
  • Arm은 Mali-G76이 Mali-G72보다 성능 밀도는 30%, 에너지 효율성은 30% 더 높다고 주장한다.

2. 4. Valhall 아키텍처

2019년 Mali-G77을 발표하며 Valhall 아키텍처를 처음 선보였다. 새로운 슈퍼스칼라 엔진, 단순화된 스칼라 명령어 집합 아키텍처, 새로운 동적 스케줄링 등을 특징으로 한다.[23][24][25]

2. 4. 1. Valhall 1세대

2019년 5월 27일, Arm은 Mali-G77 GPU를 포함한 Valhall GPU 아키텍처를 발표했으며, 10월에는 Mali-G57 GPU를 발표했다. 새로운 마이크로 아키텍처 기능은 다음과 같다.[23][24][25]

  • 새로운 슈퍼스칼라 엔진
  • 단순화된 스칼라 ISA 명령어 집합 아키텍처
  • 새로운 동적 스케줄링
  • Mali-G77의 경우 최대 16개 코어, 512KB – 2MB L2 캐시
  • Arm은 Mali-G77이 Mali-G76보다 성능 밀도가 30% 더 높고 에너지 효율성이 30% 더 좋다고 주장한다.

2. 4. 2. Valhall 2세대

Arm은 2020년 5월 26일 Valhall 2세대 GPU 아키텍처를 발표했으며, Mali-G78을 출시했다.[1]

새로운 마이크로 아키텍처의 특징은 다음과 같다.[1]

  • 비동기식 클럭 도메인
  • 새로운 FMA 유닛 및 타일러 처리량 증가
  • Mali-G78의 경우 최대 24 코어, – L2 캐시
  • Arm 프레임 버퍼 압축(AFBC)


Arm은 Mali-G78이 Mali-G77보다 성능 밀도는 15%, 에너지 효율성은 10% 더 높다고 주장한다.[1]

2. 4. 3. Valhall 3세대

2021년 5월 25일, Arm은 Mali-G710, Mali-G510, Mali-G310 GPU를 포함하는 Valhall 3세대 GPU 아키텍처(TCS21의 일부)를 발표했다. 새로운 마이크로 아키텍처 특징은 다음과 같다.[1]

  • 더 큰 셰이더 코어 (Valhall 2세대 대비 2배)
  • 새로운 GPU 프론트엔드, Command Stream Frontend (CSF)가 Job Manager를 대체
  • Mali-G710의 경우 최대 16개의 코어, 512KB – 2MB L2 캐시
  • Arm은 Mali-G710이 Mali-G78보다 20% 더 높은 성능 밀도와 20% 더 나은 에너지 효율성을 갖춘다고 주장한다.


참조

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[2] 웹사이트 Happy 10th Birthday Mali! https://community.ar[...] Arm Limited 2021-12-19
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[5] 웹사이트 ARM's Mali Midgard Architecture Explored https://www.anandtec[...] 2023-09-16
[6] 웹사이트 ARM intros new Mali-T604 GPU, touts 5x more performance https://www.techspot[...] 2023-09-16
[7] 웹사이트 ARM's Mali-T658 GPU in 2013, Up to 10x Faster than Mali-400 https://www.anandtec[...] 2023-09-16
[8] 웹사이트 ARM Mali-T604 Overview https://community.ar[...] 2023-09-16
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