Arm Mali G2-Ultra NX 整合了專用神經網路加速器、全新執行引擎以及第三代光線追蹤單元，協助開發者在嚴格的功耗和散熱限制下，在行動裝置上打造桌機級的遊戲體驗。

手遊玩家對遊戲體驗有著很高的期待。他們追求更出色的視覺效果、更流暢的幀率，以及更具沉浸感的體驗。對於遊戲開發者而言，要滿足這些期望，就意味著必須持續提升圖像處理的複雜度，同時還要嚴格控制在功耗、散熱與記憶體頻寬的限制範圍內。

當前，圖像工作負載的複雜度正在快速攀升，其成長速度已超出行動裝置功耗預算的成長上限。傳統渲染雖可實現高畫質，但要在行動裝置的各種限制下實現桌機級的視覺品質，則需要更高的執行效率。神經圖像 (Neural Graphics) 技術提供了另一種實現路徑，透過利用人工智慧 (AI) 重建圖像細節、生成中間幀並最佳化畫面品質，同時降低 GPU 的工作負載及整體系統負載。

Arm Mali G2-Ultra NX 將這一變革直接融入 GPU 架構。Arm 數十年來深耕 GPU 架構創新，持續為行動運算的發展提供關鍵的支援。目前為止，Arm Mali GPU 出貨量已超過 140 億顆，這一龐大的規模使 Arm 具備獨特優勢，能夠將神經網路技術導入全球行動裝置生態系。做為首款 AI 原生 Mali GPU，Mali G2-Ultra NX 從設計之初便以神經圖像技術為目標打造，其神經網路加速器與著色器核心緊密整合。這一設計將專用神經加速能力直接嵌入圖像處理管線，協助開發者能夠在行動裝置功耗限制內，更高效率地提升畫面品質，推動先進的神經網路技術更快落實到實際的遊戲產品當中。

Arm Mali G2-Ultra NX：針對神經圖像處理的 AI 原生 GPU

Mali G2-Ultra NX 透過將 AI 加速能力直接整合到圖像處理管線中，進一步提升行動裝置的圖像處理能力。

專用神經網路加速器被直接嵌入 GPU 著色器核心，使神經圖像工作負載能夠與圖像和運算任務並行運行。這種緊密整合的架構能夠共用 GPU 的記憶體系統、一致性快取和控制結構，進而減少資料在不同運算單元之間的傳輸，並提升整個管線的執行效率。

以下三項技術充分展示此一架構帶來的能力：

• 神經超取樣 (Neural Super Sampling，NSS)：透過低解析度渲染結果重建更高解析度圖像，進而減少生成高品質最終圖像所需的傳統渲染工作量。
• 神經幀率升頻 (Neural Frame Rate Upscaling，NFRU)：透過生成中間幀來提高幀率，實現更流暢的遊戲體驗。
• 神經超取樣與雜訊消除 (Neural Super Sampling and Denoising，NSSD)：結合基於神經網路的超解析度重建與降噪技術，在具有複雜光照和陰影的高負載光線追蹤場景中提升圖像品質。

《光影新生》展示了開發者如何將 NFRU 和 NSSD 技術整合至遊戲開發流程中。與傳統渲染相比，該方案可實現最高 4 倍的效能效率提升，並將外部記憶體流量降低多達 70%。這些提升使虛幻引擎 MegaLights 等先進技術能夠確實應用於行動裝置。同時，Mali G2-Ultra NX 專為持續高幀率手遊體驗而設計，可支援最高 120 幀每秒的穩定運行，幫助玩家在更長時間的遊戲過程中獲得更流暢、回應更靈敏的體驗。

面對圖像日益複雜，傳統渲染技術縱使能提供高品質的圖像效果，但要在行動裝置的功耗和散熱限制下實現桌機級視覺傳真效果，則需要採用更高效的解決方案。透過將傳統渲染與神經網路技術相結合，開發者能夠在保持畫面品質的同時，降低 GPU 和系統工作負載。對玩家而言，這意味著在行動裝置有限的資源條件下，依然能夠獲得更清晰的畫面、更流暢的幀率、更豐富的場景細節以及更靈敏的遊戲回應體驗。

全新執行引擎拓展圖像效能空間

神經網路加速只是此次架構革新的一部分。Mali G2-Ultra NX 還搭載了全新的執行引擎，以應對日益複雜的圖像工作負載，並提升持續效能表現。

此全新執行引擎是 Arm Mali 過去七代產品中規模最大的指令集架構升級。它可支援每個執行緒束的暫存器數量最高達到 2 倍，並採用動態暫存器分配機制，有助於當隨著著色器程式規模擴大、複雜度提升時，減少暫存器溢出。如此一來，GPU 將能更高效地運行規模更大的著色器程式，為呈現更豐富的場景、更高的視覺傳真度以及更穩定的幀率提供更充裕的效能空間。 這些架構層面的進步帶來了切實的效能提升。與上一代產品相比，Mali G2-Ultra NX 的基準測試效能最高提升 24%，非 AI 遊戲效能則提升 14%。

真正重要的是，這些效能提升能否長時間持續維持。在行動裝置上，峰值效能只能反映部分情況，因為 GPU 必須在固定的散熱和功耗限制下，在更長時間的遊戲過程中持續提供效能。對於開發者和玩家而言，這意味著在整個遊戲過程中都能獲得更多可用的圖像效能，而不只是短時間峰值負載下的效能表現。

第三代光線追蹤單元打造更高效逼真的光影效果

Mali G2-Ultra NX 還導入了 Arm 第三代硬體光線追蹤技術，使行動裝置能夠支援更複雜的光照、陰影、反射和幾何效果。全新的光線追蹤架構在主流光線追蹤基準測試中，可將動態隨機存取記憶體 (DRAM) 流量最多降低 13%，有助於在場景複雜度不斷提升的情況下緩解記憶體壓力。

新架構採用了更小巧、更高效的光線-三角形資料結構，以降低光線追蹤工作負載的成本。對不透明度微貼圖 (Opacity Micromaps，OMM) 提供了硬體級支援，進而能夠更高效率地處理複雜的透明幾何體。這為行動裝置呈現更加豐富的植被、更精細的織物紋理、多層材質表面以及其他複雜場景元素提供可能性。在 Arm 的一項展示中，使用 Opacity Micromaps 可使幀率提升 30%，同時將光線追蹤工作負載最多降低 70%，展示了該技術如何讓複雜幾何場景在行動裝置上的應用更具可行性。

神經圖像補足了這些光線追蹤技術的進展。更複雜的光照會增加運算和資料行動需求，而神經網路技術則提供了另一種控制這些成本的方式。透過將更強大的光線追蹤硬體與 NSSD 等神經網路技術相結合，可在行動渲染限制下，以更高效率呈現更豐富的視覺細節。

《光影新生》展現了這一架構能實現的能力

《光影新生》遊戲展示了這些架構變化在實際應用中的意義。該遊戲由 Arm 與 Sumo Digital 基於虛幻引擎聯合打造，將神經網路、光線追蹤和先進光照技術整合至實際遊戲開發流程中。

該遊戲將神經網路與多項先進渲染技術結合，包括光線追蹤效果和虛幻引擎 MegaLights。NFRU 和 NSSD 對於在 Mali G2-Ultra NX 上實現此一水準的視覺傳真度相當重要。透過提升渲染效率，在行動裝置有限的功耗和散熱限制下支援更豐富的光照、更複雜的場景以及更流暢的動態效果。

從設計之初就將神經網路技術圖像渲染策略納入，可讓開發者在功耗限制下擁有更大的揮灑空間，實現其藝術目標。

對於玩家而言，這代表著能夠體驗到細節更豐富的遊戲世界、更具動態感的光照效果、更流暢的遊戲過程，以及更持久穩定的體驗。

為開發者提供神經網路技術的落地路徑

只有當開發者能夠透過熟悉的工具和工作流程使用新圖像硬體時，其價值才能被展現。早在 Mali G2-Ultra NX 發表的前兩年，透過 Arm 神經網路技術 (Neural Technology)和一套針對神經圖像的開放開發套件的推出，Arm 便已著手佈局軟體生態系。這使內容創作者、工具開發者和遊戲引擎提供商能夠提前接觸神經網路技術，並在硬體就緒之前開始將其整合到現有工作流程中。

如今，Arm Neural Graphics Development Kit (神經圖像開發套件，Arm Neural Graphics Development Kit) 提供了推動相關工作邁向量產所需的軟體和工具，可支援主流圖像應用程式設計發展介面 (API)、遊戲引擎以及客製化開發流程。 開發者工具堆疊包含 NSS 和 NFRU，以及針對 Vulkan 的機器學習擴展和包括虛幻引擎在內的主流遊戲引擎外掛程式。此外，SDK 可支援自研遊戲引擎 (custom engine) 的整合，而效能分析、圖像最佳化、訓練和模型最佳化工具則可協助開發者評估、並微調神經圖像工作負載。

這些資源一起提供了一條從實驗探索邁向實際應用的路徑，使遊戲工作室無需建構客製化研究基礎設施，也無需改變現有工作流程。

Mali G2-Ultra NX 為第二代行動裝置運算子系統帶來 AI 原生圖像能力

GPU 是更廣泛的運算平台創新的一部分。如今，行動圖像工作負載需要支援更高解析度、更高幀率、更大規模的遊戲世界、先進光照、光線追蹤以及神經網路技術，而智慧手機的功耗和散熱空間仍然十分有限。要滿足這些不斷提升的需求，僅依靠 GPU 本身已不夠，還需要從整個運算平台層面進行協同最佳化。

Arm 第二代行動裝置運算子系統 (CSS for Mobile 2) 從整個系統層面來因應這一挑戰。它整合了 Arm C2 CPU 叢集、GPU、系統技術、實體實作、軟體及開發工具，對整體運算資源調度、資料在系統中的傳輸，以及日益複雜的 AI 和圖像工作負載進行協同最佳化，使其能夠在行動裝置功耗限制內高效率地運行。在這一完整平台中，Mali G2-Ultra NX 為 AI 原生圖像功能提供了核心基礎。

透過對運算、圖像、資料傳輸、軟體以及實體實作的協同最佳化，第二代行動裝置運算子系統説明晶片合作夥伴在行動裝置固定的限制條件下，能夠更好地應對日益成長的工作負載複雜度。對於開發者而言，這代表能夠為圖像渲染、光線追蹤和神經圖像處理釋放更多效能空間。

Mali G2-Ultra NX 與 CSS for Mobile 2 將傳統渲染、光線追蹤和神經圖像整合至 GPU 及更廣泛的平台中，為開發者提供更多創新空間，打造更豐富、媲美桌機級的手遊體驗。

歡迎探索 Arm Mali G2-Ultra NX 及其 AI 原生圖像架構，瞭解其如何協助打造次世代手遊體驗。

關於 Arm

Arm 是 AI 時代的基礎平台，其兼具卓越效能與節能優勢的運算能力，觸及全球所有連網使用者。為因應對運算永無止境的需求，Arm 平台橫跨核心 IP、先進運算子系統及專用晶片，使國際頂尖的科技公司能靈活設計、打造並大規模部署 AI 應用。透過與規模最大的運算生態系及業界超過 2,200 萬名開發者的共同努力，我們正於 Arm 平台上建構 AI 的未來。

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