Arm 迄今為止效能最強的行動 GPU，實現次世代光線追蹤、強化的裝置端 AI 運算能力，以及高能效表現

作者：Arm 終端產品事業部產品管理資深總監 Anand Patel

當今的行動裝置已成為消費大眾的主要運算平台，為他們提供沉浸式遊戲和高度智慧化的即時使用者體驗。然而，隨著消費者期望的不斷提高，硬體面臨著日益嚴苛的需求：需要在行動裝置的功耗限制內，實現更高階的視覺效果、先進的人工智慧 (AI) 和卓越效能。

根據最新的 Newzoo 報告，手遊玩家佔據了高達 83% 的全球遊戲玩家人口，其手遊總時長達到 3,900 億小時。Arm 運算平台位於這些手遊體驗的核心，截至目前，搭載 Arm GPU 的晶片出貨量已超過 120 億顆。Arm 與整個生態系持續合作，包括裝置 OEM 廠商、遊戲引擎開發商，以及應用開發者等，致力於為新一代遊戲體驗提供所需的效能與工具支援。

Arm Mali G1-Ultra GPU 的推出展現生態系合作持續演進的成果。它彰顯行動 GPU 效能與能效的巔峰水準，也是針對旗艦行動裝置和大螢幕運算裝置的全新 Arm Lumex 運算子系統 (Compute Subsystem, CSS) 平台的核心元件。

Arm Mali G1-Ultra 重新定義遊戲與 AI 體驗

Mali G1-Ultra 專為新一代手遊和 AI 體驗打造，透過以下設計在行動裝置實現高階沉浸式遊戲體驗：

• 次世代 Arm 光線追蹤單元 RTUv2
• 加速的裝置端 AI；
• 重新架構圖像管線；
• 單一目標導向設計的強化型架構效率。

與前一代 Arm Immortalis-G925 GPU 相比，Mali G1-Ultra 的光線追蹤效能提升高達兩倍，並在主流圖像基準測試中，效能表現提升 20%。在 AI 方面，透過新的 FP16 矩陣運算路徑，該 GPU 在 AI 與機器學習網路上的推論速度比 Immortalis-G925 快上 20%。此外，Mali G1-Ultra 還改進了記憶體、調度和開發者工具，使 Arm 生態系能夠在不犧牲功耗或效率的情況下，擴展視覺效果與 AI 運算能力。

除了針對旗艦智慧手機的 Mali G1-Ultra，Arm 還推出 Arm Mali G1-Premium 和 Mali G1-Pro GPU，提供可擴展的效能和能效選擇，以滿足不同行動裝置市場和產品層級的需求。Mali G1 GPU 系列提供從 1 到 24 個著色器核心選項，使系統單晶片 (SoC) 設計商能夠根據其目標市場和特定需求，靈活配置 GPU。

次世代光線追蹤實現桌機級手遊體驗 

如今的熱門遊戲應用正在不斷挑戰行動裝置上的硬體極限，追求更先進的渲染、更流暢的幀率，同時，能效依舊要維持在原定的水準。針對這些應用，Mali-G1 Ultra 帶來全面的效能提升，包括：

• 在《暗區突圍》中，效能提升 25%；
• 在《崩壞：星穹鐵道》中，效能提升 19%；
• 在《原神》中，效能提升 17%；
• 在《要塞英雄》中，效能提升 11%。
• 在 Arm 內部遊戲示範《Mori 林間鼯語》中，效能提升 26%。

除了為上述實際應用的效能帶來提升之外，受惠於 Mali G1-Ultra 中的 RTUv2，在支援硬體光線追蹤的遊戲中，光線追蹤效能可提升兩倍，幀率可提升 40%。新的光線追蹤單元專為行動裝置端的即時效能而打造，實現了桌機級的光照、反射與陰影。

與前一代 RTUv1 相比，RTUv2 更加智慧，且採用單光線模型，大幅強化對非一致性光線的支援，並成為完全獨立的硬體單元。這些特性帶來顯著的能效與效能優勢。例如，其模組化架構與獨立電源域使得 RTUv2 可在裝置閒置時斷電，進而為未啟用光線追蹤的其他任務節省電力。

有鑑於效能與能效平衡的優勢，Mali G1-Ultra 能在旗艦智慧手機上實現長時間的遊戲體驗，使其成為旗艦智慧手機的理想配置。

邊緣裝置端即時智慧加速

AI 正在重塑行動裝置思考、感知與響應的方式，而 GPU 在這一演進歷程中扮演著關鍵角色。Mali G1-Ultra 導入新的矩陣乘法單元 (MMUL) FP16 指令，可加速如語義分割、減噪、深度估計、物體檢測、語音識別和圖像強化等裝置端關鍵 AI 工作負載。與前一代 Immortalis-G925 相比，其效能提升最高可達 104%

透過擴大的 L2 快取和最佳化的互連設計，Mali G1-Ultra 專為併行處理 AI 與圖像工作負載而打造，大幅減少記憶體瓶頸，並確保即時體驗的靈敏回應與流暢運行。無論是強化照片品質，還是支援更智慧的應用互動，Mali G1-Ultra 都在邊緣裝置端實現回應靈敏的即時 AI 運算能力。

可擴展效能的新架構特性

上述的每一項效能與能效的提升，都是基於全新 Mali G1 GPU 系列的最新架構演進。Mali G1-Ultra 為 Arm 第五代 GPU 架構導入多項核心級改進，以應對日益複雜的內容，同時避免超出功耗預算。 

主要更新包括：

• 雙堆疊著色器核心，可使內部頻寬加倍並減少擁塞；
• 增加一致變數快速存取暫存器，可在著色器執行期間大幅減少記憶體提取。

這些更新共同提升包括即時光照和基於物理的渲染在內的回應效果（這些特效通常屬於運算密集型工作負載）。

此外，Mali G1-Ultra 還導入 Arm 圖像區域依賴 (Image Region Dependencies, IRD)，這是一種更智慧的調度特性，使 GPU 能同時處理螢幕的不同部分，進而在複雜場景中提升效能並減少閒置時間。

為開發者量身打造

為了為開發者實現更精細的效能最佳化，Mali G1 GPU 支援更精細，基於圖塊 (tile) 的硬體計數器，提供更強的可觀測性。這些計數器能逐幀按區域洞察 GPU 活動，讓開發者可以更有效率地識別熱點，並平衡工作負載。

這些計數器可透過 Vulkan 擴展存取，並將在未來的Android版本中支援 RenderDoc。這讓遊戲引擎公司、遊戲工作室和裝置 OEM 廠商能夠更為輕鬆地從該架構中獲得最大效能，同時保持視覺品質和電池效率。

全新Mali G1 GPU 支援 Arm 精銳超級解析度技術 (Arm Accuracy Super Resolution, Arm ASR)，這項時域類超分技術可在減少 GPU 工作負載的同時，維持圖像品質。該技術透過虛幻引擎 5 (Unreal Engine 5) 提供，並已整合至《要塞英雄》手遊。Arm ASR 能彰顯開發者在不犧牲視覺逼真度的情況下，保持高幀率，進而在各種行動裝置上實現更流暢的遊戲體驗與更清晰的細節效果。

釋放先進遊戲與 AI 體驗

Mali G1-Ultra 重新定義行動 GPU 的效能。受惠於在光線追蹤、AI 加速和架構效率上的突破性進展，Mali G1-Ultra 為新一代智慧手機體驗奠定基礎，消費者能享受到更持久的沉浸式逼真遊戲體驗，並透過先進的內建的 AI 運算能力，獲得更迅捷的互動回應。

隨著手遊的視覺逼真度進一步獲得提升，AI 也成為日常體驗的標準組成，Mali G1-Ultra 為 Arm 生態系提供所需的效能、效能餘裕和開發工具，使他們能夠在各種行動裝置上實現豐富、回應靈敏且高能效的表現。

關於 Arm

Arm 是業界效能最高且最節能的運算平台，其無可比擬的應用範疇觸及全球所有連網使用者。為因應全球對運算永無止境的需求，Arm 提供先進的解決方案，使全球領先的科技公司得以釋放前所未有的 AI 體驗與功能。透過與全球最大的運算生態系及 2,200 萬名軟體開發者的共同努力，我們正在 Arm 平台上建構 AI 的未來。

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