System on a Chip

Neue Mali-Grafik mit vier Kernen für ARMs Cortex A15

Für den bereits angekündigten neuen Kern Cortex A15 hat ARM nun auch einen neuen Grafikkern der Serie Mali vorgestellt. Er soll sich in OpenGL ES und auch in DirectX programmieren lassen und besteht aus bis zu vier Shadereinheiten.

Bis zu fünfmal schneller als frühere Einheiten soll der neue Mali-T604 sein. Wie alle ARM-Bausteine, die sich nahezu beliebig zu einem System on a Chip kombinieren lassen, ist auch der T604 modular aufgebaut. Von den Rechenwerken, die ARM ohne nähere Erklärung bisher nur "Shader Core" nennt, kann es ein bis vier geben.

Blockdiagramm, ein bis vier Kerne sind möglich

Ein Task-Manager in Hardware soll die Aufgaben auf die Kerne verteilen, die Hersteller von PC-GPUs nennen solche Einheiten auch Thread Scheduler. Einen eigenen Speicher bekommt der Mali nicht, aber einen Speichercontroller. Damit kann er auf seinen L2-Cache zugreifen. Dessen Größe ist nicht festgelegt - Speicher belegt viel Die-Fläche auf den kleinen und sparsamen SoCs. ARM empfiehlt für jeden Shader-Kern 32 KByte L2-Cache.

Früher oder später muss der Mali-Kern aber auch mit dem Hauptspeicher des SoC kommunizieren, dafür besitzt er eine AMBA-Schnittstelle zur Verbindung mit dem Cortex-A15. Die Verbindung nennt ARM inzwischen auch Corelink, sie bietet unter anderem Cache-Kohärenz. Ob die CPU-Kerne auch direkt auf die Caches der Shader-Kerne zugreifen können, hat ARM bisher aber nicht erklärt.

Vierfaches Anti-Aliasing

Groß ist die Zahl der Programmierschnittstellen, die der Mali-T604 unterstützen soll: Das mobile OpenGL ES 1.1 und 2.0 sind ebenso geboten wie OpenVG 1.1, aber auch die GPGPU-Schnittstellen OpenCL 1.1 und 1.2. ARM nennt auch DirectX, gibt dafür aber keine Version an. Microsoft pflegt das 3D-Interface auch für mobile Betriebssysteme wie Windows Phone 7.

Ebenfalls ein Novum bei ARM-Grafik ist die Unterstützung von Anti-Aliasing, das zwischen 4x und 16x erfolgen kann. ARM verspricht bei vierfacher Filterung nur einen "minimalen Performanceeinbruch", was auf eine gute Eignung für große Tabletdisplays hindeutet.

Laut ARM kann der neue Mali ab sofort von Lizenznehmern erworben werden. Das Unternehmen stellt seine SoCs nicht selbst in Serie her, sondern entwickelt sie nur. Einer der ersten Partner ist ARM zufolge Samsung. Die Koreaner haben jedoch noch kein entsprechendes Produkt wie ein Smartphone oder Tablet angekündigt. Typischerweise vergeht zwischen ARMs Vorstellungen neuer Bausteine und dem Einsatz in der Serie mindestens ein Jahr.

Das könnte diesmal schneller gehen: Den Cortex A15, mit dem sich der Mali-T604 koppeln lässt, hat ARM bereits im September 2010 vorgestellt. Er kann bis zu vier Kerne bei maximal 2,5 GHz besitzen und ist für SoCs ab 32 Nanometern Strukturbreite vorgesehen.