ARMキー・テクノロジー解説02 ―― Mali-T600シリーズで実現可能になる組み込み向けGPUコンピューティングとアプリケーション例

　2012年は，ARM Mali GPUにとって転機といえるほどのとても大きな年になりました．ARM GPU Mali-400シリーズは，世界中の200以上の製品に搭載されるようになり，今年1年間の出荷数量は1億台以上にのぼります．その数字を大きく牽引した要因として，多くのデジタルTVやスマートフォンにMali-400シリーズが採用されたことがあげられます．その一方で，Mali-T600シリーズの採用が好調で，年末にはMali-T604を搭載した製品が次々にリリースされる予定です．こうした流れを受け，2013年，GPUはより高い性能を求められるとともに，GPUコンピューティングへと大きく舵が切られることが予想されます．そこでここでは，Mali-T600シリーズで実現可能になる組み込み向けGPUコンピューティングのトレンドとニーズについてご紹介します．

●スマートフォンと画像処理

　今日，スマートフォンの世界的な普及により，パネルをタッチして操作する軽快でかつリッチなGUI（グラフィカル・ユーザー・インターフェイス）は一般ユーザーにとってもはや当たり前で日常的なものになりました．そして軽快で快適なGUIの操作感を実現するために，多くのスマートフォンにGPUが搭載されています．その一方でスマートフォンは，インターネットアクセスはもちろん，デジタルカメラ機能やゲーム機能も高付加価値機能としてさらなる進化が進み，カメラ機能ではイメージスタビライザー（写真1）やパノラマ機能（写真2）などの画像処理，ゲーム機能では文字認識や顔認識を使うゲームアプリケーションが増えてきています．

写真1　イメージスタビライザー

写真2　パノラマ機能

　しかし，これらのアプリケーションは高速で複雑な算術演算性能を必要とし，バッテリー駆動を前提に設計されたスマートフォンのCPUリソースを膨大に消費してしまいます．アプリケーションの実行性能低下はもちろんのこと，スマートフォンのシステム性能を低下させる恐れがあるため，アプリケーション開発者は限られたCPUリソースのもとで，自社の技術を十分に発揮できずにいます．その中で，CPUリソースをほとんど消費せずかつ，複雑で多岐にわたるこれらアプリケーションを実行できるARMのGPGPU Mali-T600シリーズを用いたGPUコンピューティングが今，注目を集めています．

●デジタルTVとインターネットアプリケーション

　デジタルTVのハイエンドモデルでは高い品質のGUIが大きな付加価値となり，スマートフォン同様，高品質で軽快な操作感を実現するためにGPUが搭載されています．その一方で，インターネットの世界的な普及に伴って，インターネットアクセスをメイン機能としたSmartTVが世界的に出荷されています．ユーザーは様々なインターネットアプリケーションがTVで実行できるようになりますが，同時にHTML5.0やウェブブラウザといったインターネットアプリケーションはデジタルTV用に設計されたSoC内部のCPUリソースを膨大に消費してしまい，システム性能低下を引き起こす懸念が生じています．

　GPU Computingはこれらアプリケーションに消費していた膨大なCPUリソースを軽減させ，TVとしてのシステムを安定させます．また，アプリケーション開発者は，重い処理を必要とするものの，より高機能で製品として付加価値の高いアプリケーションをGPUによって実行可能にするとともに，さらに進化したユーザーエクスペリエンスを提供することができます．

●GPUコンピューティングに必要不可欠な機能

　GPUコンピューティングにおいては，単にGPGPUによって算術演算処理を行うだけでは演算性能はもちろん，システム性能の向上は図れません．より最適に効率よく実現させるためには，開発段階からGPUコンピューティングを想定し，かつCPUとGPUの協調動作を前提に設計され，またGPUコンピューティングを実行するフレームワークをサポートしていなければなりません．ARMのMali-T600シリーズはGPUコンピューティングを効率的に実行させるために設計されており，次にあげるこれらの機能をサポートしています．