笔者在先前文章介绍了Arm发布的ASR、NSS、NFRU、NSSD等多项升频技术,接着我们将进一步解说技术详细。

Arm的出精确超分辨率(Accuracy Super Resolution,以下简称ASR)类似大家熟悉的AMD FSR、NVIDIA DLSS等技术,运行过成会降低游戏的搭建分辨率,并通过优划算法将画面升频放大后再输出至屏幕,能够在维持画质的前提下,降低整体绘图运算量,达到提高FPS性能的效果。

ASR在运行过程会参考相邻像素(即空间资讯,Spatial)以及前1个画格(即时域资讯,Temporal),通过优划算法将画面放大,并达到接近不激活ASR之原生画面的品质,能在性能与电池电量有限的移动设备上发挥提升游戏FPS、画质,或是增加电池续航力的效果。

类神经超采样(Neural Super Sampling,以下简称NSS)则在ASR的基础上,加入以类神经网络技术为基础的AI升频功能,能够缩短升频的运算时间并降低游戏的显示延迟,还能节省整体电力消耗。

Arm终端产品业务部市场策略总监蔡武男说明NSS的升频品质效果大约等同NVIDIA DLSS 2,能够在提供相近视觉效果的前提下,降低50%的绘图处理器(GPU)工作负载,基本上可以粗略推算能够在相同硬件提高1倍FPS性能,或是降低一半电力消耗。

Arm也于SIGGRAPH 2025大会期间发布类神经帧率升频(Neural Frame Rate Upscaling,以下简称NFRU)与类神经超采样与噪声消除(Neural Super Sampling and Denoising,以下简称NSSD)等全新技术。

NFRU的功能为画格生成,系统会参考前后2个连续画格以及游戏引擎提供的对象移动矢量(Motion Vectors)等资讯,产生成中间画格,举例来说能将原本FPS为30帧的游戏画面升频为60帧,改善画面流畅感。

NSSD则是在激活光线关注绘图技术时,利用极少量光线数量搭配AI算法,参考相邻像素与前1画格的数据进行推论以补全画面细节,补强画面细节并降低因光线数量较低所造成的噪声,能够作为移动设备无法满足路径关注(Path Tracing,俗称全光线关注)运算需求的替代方案。

由于NSS、NFRU、NSSD等技术都会使用类神经网络算法,因此Arm在设计过程就考虑到整体功耗与性能的平衡,将能够加速AI运算的神经处理器(NPU)集成至GPU内部,一来可以降低搬移数据的带宽,以提高性能并节省电力销耗,另一方面则能降低硬件运算单元碎片化的问题,简化游戏开发者导入这些技术的工作流程。

另一方面,由于移动设备的性能与内存容量限制较为严格,因此NSS所使用的模型仅具有150K(15万)的参数量,通过降低参数量的方式取得品质、占用资源、电力销耗的平衡。Arm也将模型架构、权重数据、重新训练模型所需的工具在内的所有类神经技术将完全开源,方便游戏开发者依需求自行调整。

在软件实际部分,Arm以Vulkan API(应用程序界面)为基础开发机器学习延伸功能(ML Extensions),并将NSS的运行流程集成至Vulkan绘图管线,通过Vulkan绘图格式(Vulkan Graph Format,VGF)让类神经网络能够借由Vulkan的SPIR-V扩展功能以便携式二进制格式表示,以确保运行过程与各种软、硬件搭配的兼容性。

Arm也与多家产业伙伴展开合作并拓展生态系统,将上述技术集成至游戏引擎本体或插件程序,方便游戏开发者访问资源,促使产业广泛采用这些技术,避免软件碎片化而限制Arm发挥多样化的硬件优势。

蔡武男也在访谈中提到,目前NSS等技术以Android操作系统为主,尚未扩展至Windows on Arm或其他操作系统,另一方面因为NSS需要搭配专属硬件,因此仅能于预计于2026年推出的指定GPU执行,不兼容于现已推出的GPU型号。

Arm表示将持续实践对生态系统的承诺,不仅是让技术“能够运行”,而是要让它对生态系统充所有成员带来价值,通过开放的软件、模型与数据,实践推动创新的承诺。