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NEON

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ARM® NEON™汎用 SIMDエンジンは、現在および将来のマルチメディア フォーマットを効率的に処理し、より高度なユーザ エクスペリエンスを提供します。

NEONテクノロジは、ビデオ エンコード/デコード、2D/3Dグラフィックス、ゲーム、オーディオ/スピーチ処理、画像処理、テレフォニ、サウンド合成などのマルチメディア/信号処理アルゴリズムを、ARMv5の性能の3倍以上、ARMv6 SIMDの2倍以上に高速化します。

NEONテクノロジーは整然としたアーキテクチャを持ち、専用の独立したパイプラインとレジスタ ファイルに対してシームレスに作用します。

ARM NEONテクノロジーは、ARM Cortex™-Aシリーズプロセッサに対応する128ビットSIMD(単一命令複数データ処理)アーキテクチャ拡張機能です。コンシューマ向けマルチメディア アプリケーションを柔軟かつ強力に高速化し、ユーザ エクスペリエンスを大幅に改善するように設計されています。64ビット幅、32個のレジスタ(デュアル ビューで128ビット幅、16個のレジスタ)を持ちます。

NEON命令は「パックされたSIMD」処理を実行します。

  • レジスタは、同じデータ型要素ベクタと見なされる
  • 対応データ型: 符号付き/符号なし8ビット/16ビット/32ビット/64ビット単精度浮動小数点
  • 同じ演算がすべてのレーンで実行される

NEONによってパックされたSIMD処理の図

NEONテクノロジ搭載のARM Cortex™-Aシリーズ プロセッサは、ARMの Maliマルチメディア ハードウェア ソリューションとともに、 スマートフォンや モバイル コンピューティング デバイスからHDTVに至るまで、幅広いマルチメディア アプリケーションで使用されています。

 
 


NEONがユーザ エクスペリエンスを向上

NEONは、さまざまなマルチメディア用途において、ユーザ エクスペリエンスを向上:

  • あらゆるフォーマットのビデオ視聴
  • 取り込んだビデオの編集と加工 ― ビデオ安定化
  • アンチエイリアス レンダリングと合成
  • ゲームの処理
  • マルチ メガピクセル写真の高速処理
  • 音声認識
  • 強力な多チャンネルのハイファイ オーディオ処理

NEONの機能と利点

インターネット アプリケーション向けとして、NEONは極めて広範なマルチメディア コーデックをサポート:

  • 多数のソフト コーデック規格: MPEG-4、H.264、On2 VP6/7/8、Real、AVS
  • 各種フォーマットの標準的なサイズの「インターネット ストリーミング」をデコードする用途に最適なソリューション
  • 単にコーデックだけではない ― 2D/3Dグラフィックスや各種ベクタ処理にも適用可能
  • 既製のツール、OSサポート、および エコシステム サポート

必要なサイクル数が少なくて済む:

  • 複雑なビデオ コーデックでのパフォーマンスがNEONによって60~150%向上
  • 個々のシンプルなDSPアルゴリズムによって、より大きなパフォーマンス向上を実現可能(4~8倍)
  • プロセッサが従来より早くスリープ状態に移行できるため、全体的なダイナミック電力を節減できる

NEONテクノロジは、パフォーマンスを向上するさまざまな要素を備える一方で、ソフトウェア開発を単純化する: 

  • アラインド データ アクセスとアンアラインド データ アクセスが、SIMD演算の効率的なベクトル化を実現
  • コンパイラによる自動ベクトル化と手作業でのコーディングを視野に入れて整然と設計された命令セット アーキテクチャ
  • パックされた配列(ARGB、 xyz 座標など)に効率よくアクセス
  • 整数演算と浮動小数点演算の両方をサポートすることによって、コーデックからハイ パフォーマンス コンピューティング、3Dグラフィックスまで広範なアプリケーションに対応可能
  • ARMプロセッサとの密結合によって命令ストリームが一本化され、メモリ ビューも 統一されるため、ツール フローが簡潔になり、開発プラットフォームのターゲットが1つで済む 
  • 128ビット/64ビットのデュアル ビューを備えた大きなNEONレジスタ ファイルによって、効率的なデータ処理が可能となり、メモリへのアクセスが最小限で済むことから、データのスループットが向上する

NEONの使用方法

OpenMAX DLライブラリ:

  • AVコーデックを高速化する際に推奨されるアプローチ
  • ライブラリは、ARMのWebサイトにソース形式で無償公開される
  • サポートされるフォーマット: MPEG-4シンプル プロファイル、H.264ベースライン、JPEG、MP3、AAC
  • サポートされる機能: FIR、IIR、FFT、ドット積、色空間補正、非ブロック化、デリンギング、回転、スケーリング、合成

ベクトル化コンパイラ:

  • 既存のソースコードでNEON SIMDを自動的に活用
  • ARM RealView Development Suite(v3.1 Pro以降)でサポート
  • バージョン2007q3以降のgccでサポート

Cコンパイラ組み込み関数:

  • NEON演算に対するC関数呼び出しインタフェース
  • NEONがサポートする全データ型と演算をサポート
  • ARM RealView Development Suite(バージョン3.1以降)およびgccバージョン2007q3以降でサポート

アセンブラ:

  • 最も低いレベルの最適化
  • ARM's RealView Development Suite(バージョン3.1以降)およびgccバージョン2007q3以降でサポート

 

オープン ソース コミュニティにおけるNEONサポート

現在、NEONは以下のオープン ソース プロジェクトでサポートされています。

  • Android ― NEON最適化
    • SkiaライブラリS32A_D565_Opaqueは、NEONを使用することで5倍高速化
  • Ubuntu 09.04がNEONをサポート:
    • 重要な共有ライブラリのNEON版
  • Bluez ― 公式Linux Bluetoothプロトコル スタック
    • NEON SBCオーディオ エンコーダ
  • Pixman(Cairo 2Dグラフィックス ライブラリの一部)
    • 合成/アルファ ブレンディング
    • X.Org、Mozilla Firefox、Fennec、Webkitブラウザ
    • 例:fbCompositeSolidMask_nx8x0565neonは、NEONを使用することで8倍高速化
  • ffmpeg - libavcodec
    • 多くのLinuxディストリビューションで使用されているLGPLメディア プレーヤ
    • ビデオ: MPEG-2、MPEG-4ASP、H.264(AVC)、VC1
    • オーディオ: Ogg Vorbis
  • x264 ― Google Summer of Code 2009
    • GPL h.264エンコーダ ― ビデオ会議向けなど

 


NEONテクノロジは、業界最大のパートナー ネットワーク、すなわちARM Connected Communityに支えられています。 Connected Communityには、シリコン、システム、設計サポート、ソフトウェアの大手プロバイダが集まり、NEONテクノロジをベースとした製品に最適化した総合的なソリューションを提供しています。

 

会社 アプリケーション
Ingenient H.264、VC1、MPEG-4
 On2 Technologies  VP6/7、MPEG-4、VC1、H.264、ビデオ安定化
 Itiiam Systems MPEG-4、MPEG-2、H.263、H.264、WMV9、VC1
 Aricent Technologies MPEG-4、H.263、H.264、WMV9、オーディオ
  H.264、VC1
 Spirit DSP TEAMSpiritボイス/ビデオ
 VisualOn H.264、MPEG-4、H.263、WMV
 Actimagine MobiClip
 Fraunhofer iis ビデオ/オーディオ コーデック
Dolby Labs 多チャンネル オーディオ処理
Techno Mathematical MPEG-4
Espico オーディオおよびコンサルティング


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