为了提供VR产品的用户体验,需求4K@120f的高清显示,来避免用户头晕目炫的不良感受。此外在户外阳光下的不良显示体检,如亮度和细节呈现的不足,也需要厂商不断地作出改进。作为显示IP供应商,Arm公司日前宣布新显示解决方案,其中包含Mali-D71显示处理器、CoreLink MMU-600和Assertive Display 5,为芯片和系统厂商改善产品体验,提供了新一代的显示解决IP方案。 20171113-ARM-1 图:Arm计算事业部的资深市场营销总监Ian Smythe

也许很多人跟电子工程专辑小编一样,对于这个Arm发布的IP也感到陌生。Arm计算产品事业群营销总监Ian Hutchinson先对此作了一个简单的介绍。

20171113-ARM-3 图:Arm的显示IP产品的开发历史

“Arm在显示技术领域有着丰富的发展历史。2013年,Arm通过并购成立了现在的显示IP产品线,随后,第一代显示处理器IP接踵而至。2016年,我们发布了Mali-DP650并完成了Apical的并购,将Assertive Display纳入产品阵营。”Arm计算产品事业群营销总监Ian 说,为了应对显示技术在虚拟现实, 高动态范围, 多窗口模式以及众多面板与接口上所带来的挑战,我们推出了全新架构——Komeda以应对这些趋势。Komeda为我们全新、真正的集成显示解决方案奠定了基础,该解决方案包含了 Mali-D71显示处理器、CoreLink MMU-600 和 Assertive Display 5。

20171113-ARM-3 图:Arm计算事业群Mali显示部门产品总监Roger Barker在介绍全新架构Komeda(如下)

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三大IP之Mali-D71: 面向VR应用,确保4K120高分辨率性能 20171113-ARM-5 图:Mali-D71: 面向VR应用,确保4K120高分辨率性能

市场对优质移动显示的需求日渐增长。然而,4K以上分辨率以及更高的帧率也衍生出不少系统效能方面的挑战,因此业界急需一款优化的显示处理器。为此,Arm正式推出Mali-D71,首个能够帮助设备制造商将显示处理器从标准商品转到能显著提升竞争优势的Mal-DPU显示处理器,这些优势包括:

  • 降低30%的系统功耗:Mali-D71使用固定功能的硬件组件实现迭加、旋转、高质量缩放、以及其他图像处理功能,降低GPU的工作负荷。这些操作会在流水线的最后阶段进行,也就是在传送最后输出讯号到屏幕,这意味着GPU完全不需要参与这些运作。

  • 2倍的面积利用效率:相同面积情况下,Mali-D71比前一代Mali-DP650拥有更出色的表现。在只驱动一个显示屏的时候,Mali-D71可以重复使用第二个显示核心的资源,从而处理更多图层,实现性能翻倍。

  • 4倍的延迟容忍度: 相较于前一代的Mali-DP650,Mali-D71能在处理相同资料吞吐量的情况下,容许系统总线上4倍的延迟,这要归功于对内存子系统的大幅优化。这对于呈现4K分辨率、输出帧率多达120 fps的高性能的显示处理来说十分重要。显示处理器必须优化它使用系统总线的时间,当没有显示的时候,以毫秒方式预取像素,这样在缓冲区才能一直保有足够的内容,实现更高的延迟容忍度。

  • 2倍的像素吞吐量:在全新的并行模式(side-by-side)下运行时,Mali-D71能够在非常低的功率范围内,达到前所未有的2倍像素吞吐量,并呈现极致的VR 4K120高分辨率。

三大IP之Arm CoreLink MMU-600: 安全, 高效的数据流

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最后,这些新兴移动显示挑战几乎都与数据管理有关。Arm着重将Arm CoreLink MMU-600专属渲染版本与Mali-D71紧密结合,能节省55%的面积,并通过在实时路径上将MMU的延迟隐藏起来,从而降低50%的延迟度。 20171113-ARM-7 CoreLink MMU-600也解决了另一个现实和必要的问题: 确保优质的媒体内容的安全无虞。

三大IP之Assertive Display 5: 在任何光线条件下实现高质量HDR观看体验

Arm计算产品事业群营销总监Ian Hutchinson介绍,自2014年发布以来,Assertive Display已被业界广泛采用。凭借其在移动端屏幕上反映接近人类视觉感知极限的独特能力,目前超过10亿台高端设备已搭载Assertive Display技术。基于其前代产品在阳光能见度方面的改进,Assertive Display 5可为显示流水线提供 HDR 管理,改进了颜色和色域管理,以及提高省电效能。 20171113-ARM-8 Assertive Display 5能在各种显示屏(任何动态范围与色域)上呈现HDR内容(HDR10或HLG),甚至在SDR屏幕上也能呈现HDR体验。

20171113-ARM-9 环境光补偿对于HDR内容是非常重要的,因为黑暗场景可能具有更多有价值的信息。Assertive Display的高级特性使得用户可以在图片当中看到原本就该如此的真实细节。

新产品总结

Arm计算事业群Mali显示部门产品总监Roger Barker最后总结:三个产品共同助力Arm合作伙伴与OEM厂商开发创新解决方案,顺应现今显示技术的颠覆式发展。

20171113-ARM-10 “得益于Arm 显示解决方案,显示IP现在能为设备制造商提供真正的竞争优势,不仅能改善用户经验,还能降低功耗并延长电池续航力。今日发布的方案代表着Arm一直以来的承诺——致力提供最好的VR与HDR体验。“Roger Barker说。

随着这三个IP的发布,预计2018年将会有采用这三个IP的终端产品问世。届时VR的效果是否会如预期大幅改善,手机的HDR显示是否会达到预想的效果,我们充满期待。

补充说明:颠覆性技术推动显示技术的创新

随着智能手机上日常所播放的内容日益复杂,因此能在室内和户外的各种环境下浏览手机内容成为我们所面临的挑战。从虚拟现实游戏到 HDR 视频回放,高品质的内容呈现对于实现出色的用户体验而言至关重要。毕竟移动显示技术所带来的绝妙视觉体验是新设备的一大重要卖点。Arm观察到几项颠覆性趋势正推动显示技术的创新:

  • 虚拟现实头戴式设备必须让屏幕靠近双眼,因此为了确保观看影像的质量,必须在相同面积的屏幕中呈现更多像素。此外,为了降低整体延迟以及在LCD VR面板上达到更低的残影,就需要每秒高达120帧率的高帧率。相较于非VR应用,VR应用对于像素的要求可说是前所未见的倍数成长,这就促使设计复杂度和系统带宽的显著增加。这对移动设备的能效和单位面积成本提出了重大挑战。

  • **高动态范围 **(High Dynamic Range) 对于提高影像保真度来说是关键步骤,HDR能够赋予影像更为饱满的色彩以及亮度等功能,从而更贴近使用者的真实体验。由于显示终端的面板功能不尽相同,若想要同时在HDR以及SDR显示屏幕上都能浏览HDR内容将会对显示子系统造成挑战。

  • 多重窗口模式 之前仅能在桌面计算机上执行,它允许多个执行任务能在屏幕上同时呈现。窗口大小的调整与设定,取决于应用程序与系统控制所定义的限制。从系统设计层面来说,启动多重窗口功能非常重要,高级显示解决方案中所具备的增强Android 窗口迭加功能(Android Window Composition)允许用户在其移动设备上执行多项任务,并实现与台式机一般无二的效率体验。

  • 种类多样的面板与接口的类型,需要显示技术持续成长以获得支持,特别是当日益复杂的内容越来越多,同时必须在应用处理器及面板的显示驱动互连间达到功能优化。从HDR到SDR,如果媒体要能够呈现我们所期待的饱满色彩以及清晰影像,显示流水线必须依照面板效能将内容正确输出,并聪明地避免无谓的带宽浪费。

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