Mali GPU的独有特性

Mali GPU的独有特性

众所周知，Tile Based Rendering已经成为了事实上的移动平台GPU标配，不只如此，intel的新一代集成显卡也悄悄地加上这一特性的支持。移动平台GPU御三家（Adreno，Mali，PowerVR）也在本身的解决方案里，纷纷加上了本身的私货，不只可以优化性能，若是被标准化组织（Khronos）看上了列为下一代API的标配，又能够在市场竞争中多一份筹码。下面介绍Mali-GPU提供的一些独有特性。

FPK（Forward Pixel Killing）

在一个Render Pass中，每个Tile中的每一个像素可能会被绘制屡次，由此带来的Overdraw问题不可忽视。一般的作法是采起对模型的渲染顺序进行排序，按照Opaque：从近到远，Transparent：从远到近来进行，这样能够充分利用Early-Z进行剔除。可是这样的作法要求很高，通常很难作到完美。Mali的作法是，若是每一个Pixel会被渲染屡次（假设都是Opaque），那么将其放入一个队列中，不会立刻进行Fragment计算，若是后进入的Fragment深度比队列中前面的要小（假设ZTest为Less），那么前面的将会被抛弃掉。

和PowerVT的HSV（Hidden Surface Removal）相比，这个方案存在必定的剔除不干净的可能（队列中的Fragment已经被处理了），可是其实现起来简单，若是不生效，队列就退化成正常渲染所用的队列。不过Mali推荐仍是使用排序的方式以充分进行Overdraw剔除。

TE（Transaction Elimination）

Transaction Elimination也是一种颇有效的下降带宽的方法。在有些状况下，只有部分Tile中的内容会变化（例如摄像机不动，一个Tile中只有静态物体）。此时经过比较该Tile前一次和本次的渲染结果的CRC值，可获得Tile是否变化的结论，若是不变，那么就没有必要执行Tile到System Memory的写回操做了，有效地下降了带宽占用。

AFBC（Arm FrameBuffer Compression）

FrameBuffer中的内容，以无损的压缩格式存储，不只下降了传输带宽，还下降了显存占用，是一种用时间换空间/带宽的技术（这个技术貌似AMD的显卡也用了）。

然而这种技术有必定的局限性，若是Texture仅做为FrameBuffer的Color Output和Shader中使用texture()进行读取，那是没问题的，可若是使用了imageLoad和imageStore方法，驱动就是隐式地插入一个解压缩的步骤。这样反而形成了更多地存储占用和更多地计算负担。

从上面的描述能够看出，这种算法多是一种基于块的压缩算法，若是使用texture()去读，会去走texture缓存那条读取通道，这条通道上原本就有各类压缩格式的解压缩算法，再加一种也不是什么事。而imageLoad和imageStore走的是另外一条通用的存储读写通道，这条通道若是想加上on the fly的压缩/解压缩，看上去不是很现实。

目前也没有扩展进行显式的控制（待查证），若是一个Texture被做为FrameBuffer的Color Output写入以后立刻被Compute Shader用到了，那不是还得解压缩一份？这个问题有待实验考证。

参考资料：

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