ARM：如何占领图像时代

图像视频应用处于一个临界点。一方面，随着处理能力、算法与网络带宽的改进提高，网络视频、高清电视与手机拍照等应用越来越普及，市场趋向垄断；另一方面，虚拟现实（VR）、智能驾驶等新兴应用对图像视频处理提出了更高要求，有功耗限制的硬件能力还难以满足这种新兴应用的需求，需要技术变革。

如今摄像头一年的出货量超过 40 亿颗，安防监控设备一年出货量上亿台，手机摄像头像素可达 4000 万，一句话，图像时代真要到来了。日前，任正非在华为研发将士出征大会上发表讲话称，华为错过了语音时代、数据时代，所以“世界的战略高地我们没有占据，我们再也不能错过图像时代。” 同样不想错过图像时代的还有 ARM。

ARM 不仅在通用处理器方面春风得意，在图像、视频处理器领域同样战绩不俗，据 ARM 提供的数据，2015 年 ARM Mali 系列 GPU 芯片出货量达 7.5 亿颗。 在 2016 年 ARM 年度技术论坛上，该公司又发布了两款图像视频处理器内核，目标直指虚拟现实、4K 视频流、实时图像以及移动设备游戏市场等应用。

Mali-V61：最高支持 4K120 帧视频，同时集成 H265 与 VP9 解码器
ARM 高级产品经理 Roger Baker 向与非网介绍，Mali-V61 能为实时视频应用提供最高效的 4K 直播流。它比上一代编解码器节省了 50%的比特率，实现了高清内容的高效传输。Mali-V61 还能从单核上的 1080p 60 帧扩展到多核上的 4K 120 帧，能够在从旗舰、主流到入门级的任何移动设备上实现最高清晰度的流媒体。

Mali-V61 支持 VP9 编码，该编码即将成为 Android 和 Google 应用程序的必备。这有助于生态系统对未来的芯片和设备进行验证。Mali-V61 VPU 是唯一在单个可扩展 IP 包中同时集成了高质量 HEVC（即 H.265）和 VP9 编码功能的多重标准编解码器。

以信噪比（PSNR）为 42dB 的高清图像为例，采用 VP9 编码的 Mali-V61 与采用 HEVC 的 Mali-V61 具有同样高效的传输，比采用 H.264 的 Mali-V550 节省了 56%的比特率。

Mali-G5I: 性能提升功耗降低，最适用于移动设备图像处理
购买主流智能手机的消费者期待更强的功能，例如低功耗 VR（如虚拟空间）、出众的日常游戏、增强现实（AR）和快速浏览等。 Mali-G51 GPU 采用 ARM 全新的 Bifrost 架构，该架构包含了重新设计的双倍吞吐量纹理单元，能够满足上述应用需求，赋予主流移动设备以顶级的图形体验。

ARM 高级产品经理 Dan Wilson 指出，Mali-G51 是 ARM 迄今体积最小、最高效的、支持 Vulkan 的 GPU，支持最高 4K 的屏幕分辨率。 相较前代的 Mali-T830 GPU，该处理器每平方毫米的性能提升最高可达 60%，能效提高最高也可达到 60%。Mali-G51 精简了 30%的面积，在降低了大批量芯片制造成本的同时，还能满足更多高性能应用的需求。

2017 年芯片量产
这两款产品已经开始授权给 ARM 的多家合作伙伴。腾讯游戏联合开发产品中心总经理沈黎示：“我们发现消费者不仅要求主流设备能运行复杂的 UI 和休闲游戏，还需支持低功耗的 VR 和虚拟空间应用。 为了满足这些需求，主流 GPU 需要在极小的芯片上实现面积和功耗之间的平衡，以便降低成本，从而更好地服务这个竞争激烈、市场容量庞大的领域。”

从目前开发进度来看，2017 年首批采用 Mali V61/G51 的芯片将量产，终端产品则要等到 2018 年左右。

Dan 表示，在视频图像处理方面 ARM 具备从图像处理、视频处理到显示处理器的完整产品线。如果客户采用 ARM 整套图像视频方案，结合 ARM 高效 Cortex A 系列处理器内核，那么客户的系统开发环境会非常统一高效。

ARM 处理器和多媒体处理部门总经理 James McNiven 表示：“移动设备的价格和视觉体验是左右网络新生代和主流消费者的两大关键购买因素。我们最新的 Mali 视频处理器与图形处理器 IP 组合能满足这一需求，提供沉浸式 VR 和游戏体验，并支持实时视频标准。这是一项系统级的多媒体解决方案，有助于开发者在性能、能效与成本控制之间取得平衡。”