AI 原生图形技术加持，Arm Mali G2-Ultra NX 为移动游戏带来桌面级体验

【小熊在线】手游玩家对游戏体验有着很高的期待。他们追求更出色的视觉效果、更流畅的帧率，以及更具沉浸感的体验。对于游戏开发者而言，要满足这些期望，就需要在严格的功耗、散热和带宽限制下，不断地提升图形复杂度。

当前，图形工作负载的复杂度正在快速攀升，其增速已超出移动设备功耗预算的增长上限。传统渲染虽可实现高画质，但要在移动设备的硬件约束下实现桌面级视觉保真度，则需要更高的执行效率。神经图形（Neural Graphics）技术提供了另一种实现路径，通过利用人工智能（AI）重建图像细节、生成中间帧并优化画面质量，同时降低 GPU 的工作负载及整体系统负载。

Arm Mali G2-Ultra NX 将这一变革直接融入 GPU 架构。Arm 数十年来深耕 GPU 架构创新，持续为移动计算的发展提供关键支撑。迄今为止，Arm Mali GPU 出货量已超过 140 亿颗，这一庞大的规模使 Arm 具备独特优势，能够将神经网络技术带入全球移动生态系统。作为首款 AI 原生 Mali GPU，Mali G2-Ultra NX 专为神经图形技术而生，其神经网络加速器与着色器核心紧密集成。这一设计将专用神经加速能力直接嵌入图形处理管线，助力开发者能够在移动设备功耗限制内，更高效地提升画面质量，推动先进的神经网络技术更快落地到实际的游戏产品当中。

Arm Mali G2-Ultra NX：面向神经图形处理的 AI 原生 GPU Mali G2-Ultra NX 通过将 AI 加速能力直接集成到图形处理管线中，进一步推动移动图形技术的发展。

专用神经网络加速器被直接嵌入 GPU 着色器核心，使神经图形工作负载能够与图形和计算任务并行运行。这种紧密集成的架构能够复用 GPU 的内存系统、一致性缓存和控制结构，从而减少数据在不同计算单元之间的传输，并提升整个管线的执行效率。

以下三项技术充分展示了这一架构所带来的能力： 神经超级采样（Neural Super Sampling，NSS）：通过低分辨率渲染结果重建更高分辨率图像，从而减少生成高质量最终图像所需的传统渲染工作量。 神经帧率提升（Neural Frame Rate Upscaling，NFRU）：通过生成中间帧来提高帧率，实现更流畅的游戏体验。 神经超级采样与降噪（Neural Super Sampling and Denoising，NSSD）：结合基于神经网络的超分辨率重建与降噪技术，在具有复杂光照和阴影的高负载光线追踪场景中提升图像质量。

《光影新生》展示了开发者如何将 NFRU 和 NSSD 技术集成至游戏开发流程中。与传统渲染相比，该方案可实现最高 4 倍的性能效率提升，并将外部内存流量降低多达 70%。这些提升使虚幻引擎 MegaLights 等先进技术能够切实应用于移动设备。同时，Mali G2-Ultra NX 专为持续高帧率移动游戏体验而设计，可支持最高 120 帧每秒的稳定运行，帮助玩家在更长时间的游戏过程中获得更流畅、响应更灵敏的体验。

面对图形日益复杂的趋势，传统渲染技术纵然能提供高质量的图像效果，但要在移动设备的功耗和散热限制下实现桌面级视觉保真效果，则需要采用更高效的解决方案。通过将传统渲染与神经网络技术相结合，开发者能够在保持画面质量的同时，降低 GPU 和系统工作负载。对玩家而言，这意味着在移动设备有限的资源条件下，依然能够获得更清晰的画面、更流畅的帧率、更丰富的场景细节以及更灵敏的游戏响应体验。

全新执行引擎拓展图形性能空间

神经网络加速只是此次架构革新的一部分。Mali G2-Ultra NX 还搭载了全新的执行引擎，旨在应对日益复杂的图形工作负载，并提升持续性能表现。

这一全新执行引擎是 Arm Mali 过去七代产品中规模最大的指令集架构升级。它可支持每个线程束的寄存器数量比上一代多达 2 倍，并采用动态寄存器分配机制，有助于在着色程序规模扩大，复杂度增加的情况下减少寄存器的溢出。如此一来，GPU 将能更高效地运行规模更大的着色器程序，为呈现更丰富的场景、更高的视觉保真度以及更稳定的帧率预留充足算力余量。

这些架构层面的进步带来了切实的性能提升。与上一代产品相比，Mali G2-Ultra NX 的基准测试性能最高提升 24%，非 AI 游戏性能提升 14%。

性能增益的核心价值体现在持续性能表现。在移动设备上，峰值性能只能反映部分情况，因为 GPU 必须在固定的散热和功耗限制下，在更长时间的游戏过程中持续提供性能。对于开发者和玩家而言，这意味着在整个游戏过程中都能获得更多可用的图形性能，而不仅仅是在峰值负载时。

第三代光线追踪单元打造更高效逼真的光影效果

Mali G2-Ultra NX 还引入了 Arm 第三代硬件光线追踪技术，使移动设备能够支持更复杂的光照、阴影、反射和几何效果。全新的光线追踪架构在主流光线追踪基准测试中，可将动态随机存取存储器（DRAM）流量最多降低 13%，有助于在场景复杂度不断提升的情况下缓解内存压力。

新架构采用了更小巧、更高效的光线-三角形数据结构，以降低光线追踪工作负载的成本。对不透明度微贴图（Opacity Micromaps，OMM）提供了硬件级支持，从而能够更高效地处理复杂的透明几何体。这为移动设备呈现更加丰富的植被、更精细的织物纹理、多层材质表面以及其他复杂场景元素提供了可能。在 Arm 的一项演示中，使用 Opacity Micromaps 可使帧率提升 30%，同时将光线追踪工作负载最多降低 70%，展示了该技术如何让复杂几何场景在移动设备上的应用更具可行性。

神经图形补充了这些光线追踪技术的进展。更复杂的光照会增加计算和数据移动需求，而神经网络技术则提供了另一种控制这些成本的方式。通过将更强大的光线追踪硬件与 NSSD 等神经网络技术相结合，可在移动渲染限制下，更高效地呈现更丰富的视觉细节。

《光影新生》展现了这一架构所能实现的能力

《光影新生》游戏展示了这些架构变化在实际应用中的意义。该游戏由 Arm 与 Sumo Digital 基于虚幻引擎联合打造，将神经网络、光线追踪和先进光照技术整合至实际游戏开发流程中。

该游戏将神经网络与多项先进渲染技术结合，包括光线追踪效果和虚幻引擎 MegaLights。NFRU 和 NSSD 对于在 Mali G2-Ultra NX 上实现这一水平的视觉保真度至关重要。通过提升渲染效率，在移动设备有限的功耗和散热限制下支持更丰富的光照、更复杂的场景以及更流畅的动态效果。

从设计之初就将神经网络技术融入图形渲染策略，可让开发者在功耗限制下拥有更大的发挥空间，并实现其艺术目标。

对于玩家而言，这意味着能够体验到细节更丰富的游戏世界、更具动态感的光照效果、更流畅的游戏过程，以及更持久稳定的体验。

为开发者提供神经网络技术的落地路径

只有当开发者能够通过熟悉的工具和工作流使用新图形硬件时，其价值才能得到体现。早在 Mali G2-Ultra NX 发布的前两年，通过 Arm 神经网络技术（Neural Technology）和一套面向神经图形的开放开发套件的推出，Arm 便已着手布局软件生态。这使内容创作者、工具开发者和游戏引擎提供商能够提前接触神经网络技术，并在硬件就绪之前开始将其集成到现有工作流中。

如今，Arm Neural Graphics Development Kit（神经图形开发套件）提供了推动相关工作迈向量产所需的软件和工具，可支持主流图形应用程序编程接口（API）、游戏引擎以及定制化开发流程。

开发者工具栈包含 NSS 和 NFRU，以及面向 Vulkan 的机器学习扩展和包括虚幻引擎在内的主流游戏引擎插件。软件开发套件支持与自定义引擎集成，而性能分析、图形优化、训练和模型优化工具则可帮助开发者评估并微调神经图形工作负载。

这些资源共同提供了一条从实验探索迈向实际应用的路径，使游戏工作室无需构建定制化研究基础设施，也无需改变现有工作流。

Mali G2-Ultra NX 为 CSS for Mobile 2 带来 AI 原生图形能力

GPU 是更广泛计算平台创新的一部分。如今，移动图形工作负载需要支持更高分辨率、更高帧率、更大规模的游戏世界、先进光照、光线追踪以及神经网络技术，而智能手机的功耗和散热空间仍然十分有限。要满足这些不断提升的需求，仅依靠 GPU 本身已不够，还需要从整个计算平台层面进行协同优化。

Arm CSS for Mobile 2 从整个系统层面应对这一挑战。它整合了 Arm C2 CPU 集群、GPU、系统技术、物理实现、软件及开发工具，对整体计算资源调度、数据在系统中的传输，以及日益复杂的 AI 和图形工作负载进行协同优化，使其能够在移动设备功耗限制内高效运行。在这一完整平台中，Mali G2-Ultra NX 为 AI 原生图形功能提供了强力的支撑。

通过对计算、图形、数据传输、软件以及物理实现的协同优化，CSS for Mobile 2 帮助芯片合作伙伴在移动设备固定的限制条件下，更好地应对日益增长的工作负载复杂度。对于开发者而言，这意味着能够为图形渲染、光线追踪和神经图形处理释放更多性能空间。

Mali G2-Ultra NX 与 CSS for Mobile 2 将传统渲染、光线追踪和神经图形整合至 GPU 及更广泛的平台中，为开发者提供更多创新空间，打造更丰富、媲美桌面级的移动游戏体验。

探索 Arm Mali G2-Ultra NX 及其 AI 原生图形架构，了解其如何助力打造下一代移动游戏体验。