ARM Tech Day :不僅提供 GPU , ARM 在行動 VR 提供多項技術提升體驗

2016.06.16 10:08PM
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在行動 VR 硬體需求中,固然 CPU 與 GPU 效能是相當重要的關鍵,不過在完整的 VR 體驗中, ARM 不僅只是提供這兩項技術,還有更多與 VR 體驗相關的技術環節:在行動 VR 體驗中,除了運算力之外,也包括整合感測器數據、影像輸出處理、記憶體等等,而與 VR 相似的 AR 則更進一步還要結合相機,同時也因為運算需求負擔變高,對異質運算的要求也更高。

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相較於一般的顯示情境,由於需要輸出雙畫面, VR 理論上會加重一倍的 CPU 以及 GPU 效能,同時為了減少因更新率造成的雙眼視覺誤差,也要提供至少 60fps 以上的更新率(目前在高階 PC 體驗則至少 90fps ); ARM 希望在行動 VR 體驗之中,從驅動( GL API )、渲染、緩衝到螢幕更新等程序著手,減少這些部分的延遲,使 VR 的反應更為迅速。

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做為減少影像傳輸延遲的手段, ARM 希望藉由其 AFBC 壓縮技術降低內容在影像編碼、 GPU 到影像輸出的頻寬,藉由在 Mali-V 編解碼引擎、 Mali GPU 與 Mali-DP 顯像引擎導入 AFBC ,可使影像數據在前端到輸出的程序最高降低 50% 頻寬,除了使影像輸出更快,也進一步因傳輸數據量降低能降低功耗。

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此外, ARM 也再 GPU 架構針對 VR 需求提供相關技術,最重要在 Midguard 架構( Mali-T 系列)之後的 GPU 導入包括提供 Multiview 以及 Context Priority ,前者就是利用單一場景多個 ViewPort 的方式,為 VR 使用的雙眼輸出減少硬體運算需求,等於僅需要一次場景演算就能提供雙眼輸出(註: ARM 技術人員表示這項技術是 OpenGL 的延伸 API ,不過能提供多少 Viewport 則因 GPU 架構而異)。

至於 Context Priority 則是改善異質運算效率的做法,可因現階段的影像與運算需求決定優先權,即時暫停 GPU 在影像或是運算的程序並執行當前較吃重的需求,藉此提升整體的反應速度。

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同時為了減少影像輸出的負擔, ARM 也導入在桌上級 GPU 常見的視野範圍外漸少材質品質的運算模式,稱為 Foveated Rendering ,簡單的說就是會搭配先前提到的 Multiview 技術框出 Viewport 後,將 Viewport 視野外的材質降低,集中運算資源在 Viewport 所見的範圍,藉此降低運算效能需求。

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此外搭配多媒體 VR 內容, ARM 也藉由 TrustZone 對輸出的內容進行 DRM 保護,對內容供應者而言,也能確保提供的 VR 內容不被濫用。另外 ARM 也藉由先前收購的 Enlighten 的全局光罩技術, Enlighten 不僅是業界重要的全局光罩技術供應商,同時也提供動態全局光罩,使移動光源的效果更自然但同時不增加運算負擔,希望提供內容開發商提供高品質的光影。

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同時, ARM 也在 Midguard 與 Bigfrost 等中高階 GPU 架構加入對於 Vulkan API 的支援, Vulkan 對於圖形處理是相當重要的先進 API , Vulkan 可視為 OpenGL 、 OpenGL ES 的後繼 API ,同時也終結針對 PC 級與行動級提供兩種不同 API 核心的情形,未來無論 PC 級架構或是行動架構 GPU 都將共享一致的 Vulkan 核心。

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而 Vulkan API 是彙整業界對於現今 OpenGL 的不足之處,針對未來 20 年的需求重新規劃,除了先進的特效以外,重點在於改善運算程序提升效率、並使引擎可直接與 GPU 硬體架構溝通,同時也更強化異質運算,藉此提升整體效率,這對於降低執行 VR 時的硬體負擔相當重要。

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除此, ARM 也積極地與行動 VR 相關產業合作,例如與三星Oculus 對於 GearVR 的內容進行最佳化,且也積極的與 Google 合作,針對接下來即將推出的高階行動 VR 平台 Datdream 進行支援, ARM 也預期下半年可在市場看到基於 ARM 架構之 Daydream 平台相容硬體。 

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