Mali GPU的獨有特性

Mali GPU的獨有特性

衆所周知，Tile Based Rendering已經成爲了事實上的移動平臺GPU標配，不只如此，intel的新一代集成顯卡也悄悄地加上這一特性的支持。移動平臺GPU御三家（Adreno，Mali，PowerVR）也在本身的解決方案裏，紛紛加上了本身的私貨，不只可以優化性能，若是被標準化組織（Khronos）看上了列爲下一代API的標配，又能夠在市場競爭中多一份籌碼。下面介紹Mali-GPU提供的一些獨有特性。

FPK（Forward Pixel Killing）

在一個Render Pass中，每個Tile中的每一個像素可能會被繪製屢次，由此帶來的Overdraw問題不可忽視。一般的作法是採起對模型的渲染順序進行排序，按照Opaque：從近到遠，Transparent：從遠到近來進行，這樣能夠充分利用Early-Z進行剔除。可是這樣的作法要求很高，通常很難作到完美。Mali的作法是，若是每一個Pixel會被渲染屢次（假設都是Opaque），那麼將其放入一個隊列中，不會立刻進行Fragment計算，若是後進入的Fragment深度比隊列中前面的要小（假設ZTest爲Less），那麼前面的將會被拋棄掉。

和PowerVT的HSV（Hidden Surface Removal）相比，這個方案存在必定的剔除不乾淨的可能（隊列中的Fragment已經被處理了），可是其實現起來簡單，若是不生效，隊列就退化成正常渲染所用的隊列。不過Mali推薦仍是使用排序的方式以充分進行Overdraw剔除。

TE（Transaction Elimination）

Transaction Elimination也是一種頗有效的下降帶寬的方法。在有些狀況下，只有部分Tile中的內容會變化（例如攝像機不動，一個Tile中只有靜態物體）。此時經過比較該Tile前一次和本次的渲染結果的CRC值，可獲得Tile是否變化的結論，若是不變，那麼就沒有必要執行Tile到System Memory的寫回操做了，有效地下降了帶寬佔用。

AFBC（Arm FrameBuffer Compression）

FrameBuffer中的內容，以無損的壓縮格式存儲，不只下降了傳輸帶寬，還下降了顯存佔用，是一種用時間換空間/帶寬的技術（這個技術貌似AMD的顯卡也用了）。

然而這種技術有必定的侷限性，若是Texture僅做爲FrameBuffer的Color Output和Shader中使用texture()進行讀取，那是沒問題的，可若是使用了imageLoad和imageStore方法，驅動就是隱式地插入一個解壓縮的步驟。這樣反而形成了更多地存儲佔用和更多地計算負擔。

從上面的描述能夠看出，這種算法多是一種基於塊的壓縮算法，若是使用texture()去讀，會去走texture緩存那條讀取通道，這條通道上原本就有各類壓縮格式的解壓縮算法，再加一種也不是什麼事。而imageLoad和imageStore走的是另外一條通用的存儲讀寫通道，這條通道若是想加上on the fly的壓縮/解壓縮，看上去不是很現實。

目前也沒有擴展進行顯式的控制（待查證），若是一個Texture被做爲FrameBuffer的Color Output寫入以後立刻被Compute Shader用到了，那不是還得解壓縮一份？這個問題有待實驗考證。

參考資料：

1. The Mali GPU: An Abstract Machine
2. Arm Mali GPU Bast Practices Programmer Guide