LONDON (IT BOLTWISE) – Arm stattet die Mali-G2-NX-GPUs erstmals mit dedizierten Neural-Beschleunigern aus, die zentrale KI-Rendering-Aufgaben übernehmen. Dazu zählen Neural Super Sampling, Neural Frame Rate Upscaling und Neural Super Sampling plus Denoising. Ziel ist, in Spielen deutlich weniger Pixel klassisch zu rendern und den Rest per KI-Rekonstruktion zu erzeugen. Für Entwickler ist entscheidend, dass die Funktionen in Engines wie Unreal Engine über Plug-ins bzw. SDKs nutzbar sein sollen.
Mit der Mali-G2-NX-Generation verschiebt Arm den Schwerpunkt in mobilen GPUs spürbar: Nicht nur Raytracing und anspruchsvolle Shader sollen laufen, sondern auch typische Rendering-Workflows werden stärker in Richtung KI-gestützter Rekonstruktion gezogen. Der Kern der Ankündigung ist die Integration dedizierter Neural-Beschleuniger in die Mali-G2-Familie, die Aufgaben wie Upscaling, Frame Generation und Denoising übernehmen sollen. Die Hardware-Sicht dahinter ist pragmatisch: Smartphones bleiben beim GPU-Power-Budget häufig in einer Größenordnung von 1 bis 2 Watt, während Nutzer gleichzeitig höhere Bildqualität erwarten und Engines parallel immer neue Effekte einziehen.
Arm positioniert die Mali-G2-NX-GPUs innerhalb des Arm CSS for Mobile 2 als Game-orientierten Beschleuniger, der neben anderen externen Co-Prozessoren wie einer NPU läuft. Spiele bleiben damit das Zentrum, doch die Architektur wird so beschrieben, dass sie auch als Beschleuniger „außerhalb der CPU“ arbeitet. Für die Auswahl der passenden Mali-G2-Variante ist das „NX“ im Namen ein praktischer Hinweis: Es steht für dedizierte Neural-Beschleuniger. Gleichzeitig knüpft Arm die Namensgebung Ultra, Premium oder Pro an konkrete Ausstattungsregeln, die sich aus der Anzahl der Shader Cores sowie der eingebundenen NX- und RTU-Einheiten ergeben.
Technisch werden die Neural-Beschleuniger für drei Rendering-Aufgaben in Spielen konkret benannt: Neural Super Sampling (NSS), Neural Frame Rate Upscaling (NFRU) und Neural Super Sampling and Denoising (NSSD). NSS ist dabei Arms Upscaling-Verfahren, das in der ersten Ausführung ein 2×2-Upsampling unterstützt, zum Beispiel von 540p auf 1080p. Statt das Spiel direkt in der Zielauflösung zu rendern, wird zunächst ein Bild mit geringerer Auflösung erzeugt. Dieses wird gemeinsam mit Bewegungsvektoren, Tiefeninformationen und der Bildhistorie aus vorherigen Frames in ein neuronales Netzwerk eingespeist, das fehlende Details rekonstruiert und dabei zugleich zeitliche Stabilität verbessern sowie Flimmern reduzieren soll. Arm beschreibt außerdem, dass das neuronale Netzwerk das Anti-Aliasing direkt im Rekonstruktionsprozess übernimmt, wodurch ein separater Anti-Aliasing-Pass entfallen kann.
Bei NFRU greift Arm einen anderen Engpass an: die gefühlte Bildrate. Das Verfahren erzeugt Zwischenbilder künstlich, indem es zwei tatsächlich gerenderte Frames betrachtet – T−1 und T+1 – plus deren Farbinformationen, Tiefendaten und Bewegungsinformationen. Die Besonderheit liegt in einer GPU-integrierten Motion Engine, die die Bewegung über Optical Flow ermittelt und damit über klassische Motion Vectors aus der Spiele-Engine hinausgehen soll. Auf dieser Grundlage rekonstruiert das neuronale Netzwerk den fehlenden Zwischenframe T, sodass nicht jedes Bild vollständig klassisch gerendert werden muss. Dadurch will Arm eine wahrgenommene Bildratensteigerung erreichen, ohne die Renderlast proportional zu erhöhen, und betont ausdrücklich die Passung zu mobilen GPUs.
Ergänzend dazu liefert Arm auch den „klassischen“ Rendering-Teil weiter aus, damit KI-Rekonstruktion und Raytracing nicht gegeneinander arbeiten müssen. Die Mali-G2-Serie bringt eine Ray Tracing Unit der dritten Generation (RTUv3) in die Shader Cores, wobei Arm nicht davon ausgeht, dass in jedem Shader Core automatisch eine RTU sitzt. Die RTU-Änderungen zielen besonders auf komplexere Geometrie: Eine kompaktere Repräsentation von Dreiecksgeometrie soll redundante Daten vermeiden, damit mehr Informationen im Cache bleiben und weniger Daten aus dem DRAM nachgeladen werden müssen. In Raytracing-Benchmarks erwartet Arm dadurch laut Beschreibung bis zu 13 Prozent weniger DRAM-Datenverkehr. Zusätzlich unterstützt die RTU Hardware Opacity Micromaps (OMM), die insbesondere bei transparenten oder teiltransparenten Oberflächen helfen sollen, Raytracing-Berechnungen gezielter zu steuern.
Abseits der RTU und der Neural-Beschleuniger nennt Arm eine neue Execution Engine als größtes ISA-Upgrade innerhalb von sieben Mali-Generationen. Sie soll für komplexere Shader ausgelegt sein: Während der Vorgänger pro Warp 32 oder 64 Register bereitstellen konnte, nennt Arm für die neue Architektur einen Bereich von 16 bis 128 Registern pro Warp. Ziel ist, Register Spilling zu verringern – also das Auslagern lokaler Daten in langsamere Speicherebenen, wenn Registerplatz knapp wird. Die neue Execution Engine kann bis zu doppelt so viele Register pro Warp verwalten und unterstützt eine dynamische Registerverteilung in feineren Stufen von 16 Warps. Damit sollen mehr und zugleich besser segmentierte Register verfügbar sein, was insbesondere bei modernen Shadern aus Desktop-orientierten Engines zu stabilerer Leistung führen soll.
Arm verbindet diese Bausteine zu einem konkreten Leistungsversprechen für die Mali G2-Ultra NX: Bei „AI-native graphics“ soll die Leistung von ehemals 15 FPS auf 60 FPS steigen, die Leistung und Effizienz pro Frame damit vervierfachen, und der DRAM-Traffic um 70 Prozent sinken. In Kombination aus neuer Execution Engine und RTUv3 nennt Arm außerdem 24 Prozent mehr Leistung in entsprechenden Benchmarks, plus einen Non-AI-Gaming-Uplift von 14 Prozent und 70 Prozent geringere RT-Workloads. Praktisch wichtig für die Umsetzbarkeit ist zudem der Software-Übergang: Arms Neural Technology lässt sich laut Beschreibung in allgemein verfügbaren Engines wie der Unreal Engine über ein Plug-in integrieren. Für Custom-Engines stellt Arm ein Neural Graphics SDK und Beispielcode bereit, und bestehende Titel sollen sich innerhalb von drei bis sechs Monaten anpassen lassen; bei neu entwickelten Spielen nennt Arm 18 Monate. Erste SoCs mit Mali G2-Ultra NX, Mali G2-Premium NX und Mali G2-Pro NX sollen in den nächsten Wochen angekündigt werden, wobei die konkrete Verfügbarkeit und die tatsächlichen Gain-Werte in der Praxis stark von den Ziel-Engines, den Effekten und der Abstimmung auf das jeweilige Power-Budget abhängen dürften.
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