處理器是手機(jī)中最重要的部件,是的核心。一臺旗艦手機(jī)可以跑分幾十萬、上百萬,處理器在其中起到了主導(dǎo)性作用。
處理器有著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu),一顆常見的5G SoC可能集成了CPU、GPU、DSP、ISP、5G基帶、射頻系統(tǒng)以及其他一些關(guān)鍵芯片,智能手機(jī)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)多種多樣的功能,全靠這些運(yùn)算單元之間的協(xié)同配合。但大多數(shù)用戶對于處理器的了解也僅僅只是停留于名字,很少有人去深究這些細(xì)節(jié)。
當(dāng)然,處理器并不是我們這篇文章談?wù)摰闹黝},而我們今天要說的則是手機(jī)中最強(qiáng)大運(yùn)算單元之一,同樣也是組成手機(jī)SoC必不可少部分,它就是GPU。
01 手機(jī)GPU地位的變化
談及“GPU”,相信很多人首先想到的還是PC上的顯卡,手機(jī)GPU因?yàn)闆]有經(jīng)過PCB板的單獨(dú)封裝,就是一枚獨(dú)立芯片,因此和PC顯卡還是有區(qū)別的。但說到底大家都是“圖形處理器”,主要的職責(zé)也是進(jìn)行圖形渲染,所以我們說是“手機(jī)顯卡”似乎也說得過去。
PC顯卡
稍微了解點(diǎn)的朋友可能知道,PC端有獨(dú)立封裝的顯卡,也有集成在CPU或者主板中的集成顯卡、核心顯卡,PC端顯卡發(fā)展大致遵循了從集成到獨(dú)立這樣一個過程,其實(shí)也就是GPU在PC中作用不斷加重的一個體現(xiàn)。
實(shí)際上,手機(jī)GPU發(fā)展也有類似的一個過程,早期手機(jī)的上的圖形計(jì)算任務(wù)其實(shí)主要是由CPU負(fù)責(zé)的,后來才獨(dú)立發(fā)展出專門進(jìn)行3D渲染的GPU。尤其近些年,手機(jī)GPU的地位也在發(fā)生變化,在各大跑分排行榜中,有關(guān)GPU的跑分?jǐn)?shù)據(jù)始終占據(jù)著最顯眼的位置,從“無”到“有”再到“榜上有名”,可已看出手機(jī)GPU正在變得越來越重要。
安兔兔11月手機(jī)性能榜單(圖源安兔兔)
為什么會有這樣的變化,顯然還是與用戶需求有關(guān)。試試回想一下智能手機(jī)的發(fā)展之路,這種現(xiàn)象其實(shí)很普遍,當(dāng)我們覺得手機(jī)拍照不清晰時,手機(jī)像素開始突破上千萬像素,上億像素;當(dāng)我們?yōu)槔m(xù)航為焦慮時,手機(jī)電池就越來越大,快充功率也越來越高;那么當(dāng)我們對手游畫質(zhì)要求更高時,想到的是什么?沒錯,就是GPU。
一般來說,大多數(shù)日常應(yīng)用其實(shí)不怎么需要用到圖形渲染能力,只要運(yùn)算能力夠用,就能流暢運(yùn)行。但涉及到游戲場景就不同了,比如各種吃雞游戲,其畫質(zhì)特點(diǎn)就是在開放性世界中呈現(xiàn)不同地形地貌、眾多建筑和載具,還有各種天氣動效和光影細(xì)節(jié),而這些都需要龐大的運(yùn)算作為支撐。
《原神》對手機(jī)圖形渲染能力要求極高
還有《原神》這款熱門手游,幾乎成了手機(jī)評測中“魔鬼測試”中的常駐嘉賓,其對GPU性能的挑戰(zhàn)幾乎達(dá)到了變態(tài)地步。但事實(shí)卻是,即便條件如此苛刻,一些搭載旗艦芯片的手機(jī)仍舊可以以30fps 1080P或者更高的幀率、分辨率來運(yùn)行這款游戲,如果沒有一顆強(qiáng)大的GPU做后盾,是達(dá)不到這種畫質(zhì)效果的。
今天我們很難評判究竟是手機(jī)GPU發(fā)展影響了手游,還是手游內(nèi)容變化倒逼著GPU不斷進(jìn)步,但有一點(diǎn)是明確的,只有二者之間相互促進(jìn),才能不斷滿足用戶對高質(zhì)量游戲內(nèi)容的需求。而且可以預(yù)見的是,未來GPU承擔(dān)的任務(wù)還會更多,尤其是進(jìn)入到AR、VR時代,以及越來越多高分辨率屏幕手機(jī)的涌現(xiàn),GPU的地位只會越來越高。
02 新一代Adreno GPU
手機(jī)GPU地位的提升,離不來芯片廠商們對性能、能效、技術(shù)的不斷追求。而在近幾個月中,各大芯片廠商也都陸續(xù)發(fā)布了自己的年度旗艦芯片,從各個芯片的參數(shù)表現(xiàn)來看,GPU性能、能效又得到了顯著升級。這也能看出,將GPU提升到一個更重要的位置,早已成了各大廠商的共識。
目前,移動端GPU大概有Adreno、Mali、powerVR以及蘋果幾家,其中蘋果和高通Adreno都用了自研GPU架構(gòu),相比于純粹的公版架構(gòu),自研GPU架構(gòu)在性能上要超出不少,而且和CPU、ISP之間的協(xié)同會更高效。不過在市場中,蘋果的自研GPU只有iPhone在用,相對來說,高通Adreno要更具代表性一些,畢竟高通芯片幾乎占據(jù)了大部分的移動端市場份額,而在高端機(jī)方面,更是鮮有企及者。
本月初,高通在驍龍技術(shù)峰會上正式發(fā)布了全新一代驍龍8移動平臺,并搭載了新一代Adreno GPU,從官方公布的數(shù)據(jù)來看,借助完全重新設(shè)計(jì)的Adreno GPU架構(gòu),新一代Adreno GPU圖形渲染能力提升了30%,游戲時的能效提升25%。同時,高通面向Vulkan圖形驅(qū)動進(jìn)行多項(xiàng)優(yōu)化,移動游戲性能提升高達(dá)60% 。足見,新一代 Adreno GPU提升之大。
搭載驍龍8“工程機(jī)”GFXBench測試
從目前已經(jīng)曝光的跑分?jǐn)?shù)據(jù)來看,在GFXBench測試中,驍龍8移動平臺的GPU性能相比上一代驍龍888有了更大進(jìn)步,在曼哈頓離屏這樣的測試場景下,其成績甚至有接近甚至超過50%的幅度提升。
搭載驍龍8“工程機(jī)”安兔兔跑分
此外,根據(jù)安兔兔數(shù)據(jù),新驍龍8的GPU跑分為45萬,與上一代相比提升了超40%。
這樣的成績表明驍龍8在處理3D渲染工作時,處理時速度更快、效率更高。此外,更強(qiáng)的GPU在處理重負(fù)載時不容易發(fā)熱,溫控表現(xiàn)更好,從而讓處理器長時間保持高性能輸出狀態(tài)。這意味著高通Adreno GPU能夠?yàn)橛脩魩硇阅芘c能效方面的雙重提升,進(jìn)而帶來更好的圖形質(zhì)量以及更高的渲染效率,呈現(xiàn)更好的游戲畫面以及視頻效果。
03 越來越強(qiáng)的Adreno GPU
毫無疑問,新一代Adreno GPU有了非常強(qiáng)悍的提升,代表了當(dāng)下移動端GPU性能的。而事實(shí)上,歷代Adreno GPU都有差不多的表現(xiàn),這也是為什么談及手機(jī)GPU發(fā)展,會繞不開Adreno的原因。
不過,早先高通GPU并不叫這個名字。在2009年,在高通完成對Imageon的收購后,才發(fā)展出全新的GPU品牌,也就是現(xiàn)在的Adreno。如今,Adreno GPU已經(jīng)發(fā)布了多代產(chǎn)品,在移動端有著極其廣泛的應(yīng)用,回顧其性能發(fā)展過程,幾乎完全可以用“暴漲”來形容。
Adreno 130是第一款A(yù)dreno圖形處理器,可以提供完整的3D圖形硬件支持,其浮點(diǎn)性能是1.2 GFlops;Adreno 220于2011年推出,相比之前的產(chǎn)品在性能上有數(shù)倍的提升,其浮點(diǎn)性能達(dá)到了17 GFlops;而到了2012年,Adreno 320(64 ALU)幾乎可以視為真正具有跨時代意義的產(chǎn)品,其浮點(diǎn)性能達(dá)到了60 GFlops,相較兩年前的Adreno 130,浮點(diǎn)提升了60倍之多,使得手機(jī)的圖形處理能力更加出色,足以支撐起一些更高質(zhì)量的圖形游戲。
2014年,驍龍810發(fā)布,搭載了Adreno 430,浮點(diǎn)性能在324~420 GFlops之間,而到了驍龍835上,Adreno 540的浮點(diǎn)性能甚至已經(jīng)達(dá)到約570 GFLOPS,幾年之間提升了將近500倍……
步入5G時代后,高通Adreno進(jìn)入到6系時代,驍龍855處理器的GPU型號為Adreno 640,GPU相比上一代提升20%,整體能耗比業(yè)界,同時還有豐富的圖形技術(shù)特性。需要說明的是,Adreno 640是圖形性能大升級的一代,它的浮點(diǎn)值為730 Gflops,另外在游戲方面,Adreno 640有著更高的帶寬壓縮和著色處理能力,帶來了更復(fù)雜的色階、景深和色彩影射,并支持HDR渲染和顯示,可以說,Adreno 640將移動端游戲娛樂功能提升到了一個很高的水平。
2019年驍龍865發(fā)布,這款芯片搭載了Adreno 650 GPU,并且支持桌面級正向渲染,能讓游戲開發(fā)者引入桌面級的光源和后期處理,諸如多重動態(tài)光照、多重動態(tài)陰影、動態(tài)模糊等PC級畫質(zhì)調(diào)節(jié)也終于被帶到了手機(jī)之中,確保游戲畫面渲染更飽滿的同時,還降低了工作負(fù)載。
Adreno 660
接下來就是驍龍888了,在新驍龍8之前,驍龍888搭載了Adreno歷史上最強(qiáng)GPU——Adreno 660,圖形渲染速度較前代平臺提升高達(dá)35%,并且延續(xù)了驍龍移動平臺一直以來的優(yōu)勢,為移動手機(jī)提供持續(xù)穩(wěn)定的高性能。這款GPU對于移動端游戲體驗(yàn)的提升非常明顯,尤其還加入了驍龍Elite Gaming,更是將VRS可變分辨率渲染、GPU驅(qū)動更新、144fps高刷、10bit HDR等端游級體驗(yàn)帶到手機(jī)端,帶來了更加逼真的游戲畫質(zhì)。
04 驍龍8帶來的創(chuàng)新移動游戲體驗(yàn)
總體來說,高通Adreno基本遵循越來越強(qiáng)的發(fā)展趨勢,而且在性能持續(xù)提升的基礎(chǔ)上,還帶來了諸多端游級游戲特性?梢哉f,移動端游戲設(shè)備能發(fā)展到今天的地位,背后少不了高通Adreno的支持。而對于游戲玩家來說,這顯然是值得期待的。
值得一提的是,在新驍龍8上,Snapdragon Elite Gaming又有新的升級,并加入了Adreno圖像運(yùn)動引擎。該引擎可以幫助游戲以雙倍幀率運(yùn)行,卻保持近乎相同的功耗。花一樣的功耗獲得雙倍順滑的游戲體驗(yàn),這是無數(shù)玩家所渴求的。
立體渲染
驍龍8還支持“立體渲染”技術(shù),這是在移動端實(shí)現(xiàn)端游級立體渲染。該功能支持打造更加逼真的煙霧,可以模擬真實(shí)環(huán)境下煙霧飄散和流動的效果,在驍龍8設(shè)備上,玩家將獲得身臨其境的游戲體驗(yàn)。
VRS Pro
除此之外,基于新一代Adreno GPU出色的性能,VRS可變分辨率渲染也升級為VRS Pro技術(shù),利用該技術(shù),不僅可以有效減少GPU工作負(fù)載,提升性能和優(yōu)化功耗,還不會降低實(shí)際游戲的畫質(zhì)效果。
總結(jié):搭載驍龍8的移動終端將成為游戲玩家
基于全新一代Adreno GPU的強(qiáng)勁表現(xiàn),相信驍龍8會是高通史上最強(qiáng)的旗艦芯片,同時也會有更多旗艦手機(jī)、游戲手機(jī)會優(yōu)先選擇搭載全新驍龍8處理器。
而對于游戲玩家來說,新一代Adreno GPU正在帶來更沉浸的游戲體驗(yàn),只要是搭載驍龍8移動平臺的旗艦手機(jī),不僅都能以高幀率、高分辨率流暢駕馭各種大型游戲,玩家還可以享受到畫質(zhì)福利,而這些離我們并不遙遠(yuǎn),畢竟還有大批搭載驍龍8的新旗艦已經(jīng)在路上了,相信大家很快就能親自體驗(yàn)了。
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