處理器是手機中最重要的部件,是絕對的核心。一臺旗艦手機可以跑分幾十萬、上百萬,處理器在其中起到了主導性作用。
處理器有著十分複雜的結構,一顆常見的5G SoC可能集成了CPU、GPU、DSP、ISP、5G基帶、射頻系統以及其他一些關鍵晶片,智慧手機之所以能夠實現多種多樣的功能,全靠這些運算單元之間的協同配合。但大多數使用者對於處理器的瞭解也僅僅只是停留於名字,很少有人去深究這些細節。
當然,處理器並不是我們這篇文章談論的主題,而我們今天要說的則是手機中最強大運算單元之一,同樣也是組成手機SoC必不可少部分,它就是GPU。
01手機GPU地位的變化
談及“GPU”,相信很多人首先想到的還是PC上的顯示卡,手機GPU因為沒有經過PCB板的單獨封裝,就是一枚獨立晶片,因此和PC顯示卡還是有區別的。但說到底大家都是“圖形處理器”,主要的職責也是進行圖形渲染,所以我們說是“手機顯示卡”似乎也說得過去。
Moto Edge X30(8GB/128GB/全網通/5G版)
PC顯示卡
稍微瞭解點的朋友可能知道,PC端有獨立封裝的顯示卡,也有整合在CPU或者主機板中的整合顯示卡、核心顯示卡,PC端顯示卡發展大致遵循了從整合到獨立這樣一個過程,其實也就是GPU在PC中作用不斷加重的一個體現。
實際上,手機GPU發展也有類似的一個過程,早期手機的上的圖形計算任務其實主要是由CPU負責的,後來才獨立發展出專門進行3D渲染的GPU。尤其近些年,手機GPU的地位也在發生變化,在各大跑分排行榜中,有關GPU的跑分資料始終佔據著最顯眼的位置,從“無”到“有”再到“榜上有名”,可已看出手機GPU正在變得越來越重要。
安兔兔11月手機效能榜單(圖源安兔兔)
為什麼會有這樣的變化,顯然還是與使用者需求有關。試試回想一下智慧手機的發展之路,這種現象其實很普遍,當我們覺得手機拍照不清晰時,手機畫素開始突破上千萬畫素,上億畫素;當我們為續航為焦慮時,手機電池就越來越大,快充功率也越來越高;那麼當我們對手遊畫質要求更高時,最先想到的是什麼?沒錯,就是GPU。
一般來說,大多數日常應用其實不怎麼需要用到圖形渲染能力,只要運算能力夠用,就能流暢執行。但涉及到遊戲場景就不同了,比如各種吃雞遊戲,其畫質特點就是在開放性世界中呈現不同地形地貌、眾多建築和載具,還有各種天氣動效和光影細節,而這些都需要龐大的運算作為支撐。
《原神》對手機圖形渲染能力要求極高
還有《原神》這款熱門手遊,幾乎成了手機評測中“魔鬼測試”中的常駐嘉賓,其對GPU效能的挑戰幾乎達到了變態地步。但事實卻是,即便條件如此苛刻,一些搭載旗艦晶片的手機仍舊可以以30fps 1080P或者更高的幀率、解析度來執行這款遊戲,如果沒有一顆強大的GPU做後盾,是絕對達不到這種畫質效果的。
今天我們很難評判究竟是手機GPU發展影響了手遊,還是手遊內容變化倒逼著GPU不斷進步,但有一點是明確的,只有二者之間相互促進,才能不斷滿足使用者對高質量遊戲內容的需求。而且可以預見的是,未來GPU承擔的任務還會更多,尤其是進入到AR、VR時代,以及越來越多高解析度螢幕手機的湧現,GPU的地位只會越來越高。
02新一代Adreno GPU
手機GPU地位的提升,離不來晶片廠商們對極致效能、能效、技術的不斷追求。而在近幾個月中,各大晶片廠商也都陸續釋出了自己的年度旗艦晶片,從各個晶片的引數表現來看,GPU效能、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,相比於純粹的公版架構,自研GPU架構在效能上要超出不少,而且和CPU、ISP之間的協同會更高效。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,畢竟高通晶片幾乎佔據了大部分的移動端市場份額,而在高階機方面,更是鮮有企及者。
本月初,高通在驍龍技術峰會上正式釋出了全新一代驍龍8移動平臺,並搭載了新一代Adreno GPU,從官方公佈的資料來看,藉助完全重新設計的Adreno GPU架構,新一代Adreno GPU圖形渲染能力提升了30%,遊戲時的能效提升25%。同時,高通面向Vulkan圖形驅動進行多項最佳化,移動遊戲效能提升高達60%。足見,新一代 Adreno GPU提升之大。
搭載驍龍8“工程機”GFXBench測試
從目前已經曝光的跑分資料來看,在GFXBench測試中,驍龍8移動平臺的GPU效能相比上一代驍龍888有了更大進步,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”安兔兔跑分
此外,根據安兔兔資料,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,更強的GPU在處理重負載時不容易發熱,溫控表現更好,從而讓處理器長時間保持高效能輸出狀態。這意味著高通Adreno GPU能夠為使用者帶來效能與能效方面的雙重提升,進而帶來更好的圖形質量以及更高的渲染效率,呈現更好的遊戲畫面以及影片效果。
03越來越強的Adreno GPU
毫無疑問,新一代Adreno GPU有了非常強悍的提升,代表了當下移動端GPU效能的極致。而事實上,歷代Adreno GPU都有差不多的表現,這也是為什麼談及手機GPU發展,會繞不開Adreno的原因。
不過,早先高通GPU並不叫這個名字。在2009年,在高通完成對Imageon的收購後,才發展出全新的GPU品牌,也就是現在的Adreno。如今,Adreno GPU已經發布了多代產品,在移動端有著極其廣泛的應用,回顧其效能發展過程,幾乎完全可以用“暴漲”來形容。
Adreno 130是第一款Adreno圖形處理器,可以提供完整的3D圖形硬體支援,其浮點效能是1.2 GFlops;Adreno 220於2011年推出,相比之前的產品在效能上有數倍的提升,其浮點效能達到了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品,其浮點效能達到了60 GFlops,相較兩年前的Adreno 130,浮點提升了60倍之多,使得手機的圖形處理能力更加出色,足以支撐起一些更高質量的圖形遊戲。
2014年,驍龍810釋出,搭載了Adreno 430,浮點效能在324~420 GFlops之間,而到了驍龍835上,Adreno 540的浮點效能甚至已經達到約570 GFLOPS,幾年之間提升了將近500倍……
步入5G時代後,高通Adreno進入到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%,整體能耗比業界領先,同時還有豐富的圖形技術特性。需要說明的是,Adreno 640是圖形效能大升級的一代,它的浮點值為730 Gflops,另外在遊戲方面,Adreno 640有著更高的頻寬壓縮和著色處理能力,帶來了更復雜的色階、景深和色彩影射,並支援HDR渲染和顯示,可以說,Adreno 640將移動端遊戲娛樂功能提升到了一個很高的水平。
2019年驍龍865釋出,這款晶片搭載了Adreno 650 GPU,並且首次支援桌面級正向渲染,能讓遊戲開發者引入桌面級的光源和後期處理,諸如多重動態光照、多重動態陰影、動態模糊等PC級畫質調節也終於被帶到了手機之中,確保遊戲畫面渲染更飽滿的同時,還降低了工作負載。
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GPU——Adreno 660,圖形渲染速度較前代平臺提升高達35%,並且延續了驍龍移動平臺一直以來的優勢,為移動手機提供持續穩定的高效能。這款GPU對於移動端遊戲體驗的提升非常明顯,尤其還加入了驍龍Elite Gaming,更是將VRS可變解析度渲染、GPU驅動更新、144fps高刷、10bit HDR等端遊級體驗帶到手機端,帶來了更加逼真的遊戲畫質。
04驍龍8帶來的創新移動遊戲體驗
總體來說,高通Adreno基本遵循越來越強的發展趨勢,而且在效能持續提升的基礎上,還帶來了諸多端遊級遊戲特性。可以說,移動端遊戲裝置能發展到今天的地位,背後少不了高通Adreno的支援。而對於遊戲玩家來說,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,並首次加入了Adreno影象運動引擎。該引擎可以幫助遊戲以雙倍幀率執行,卻保持近乎相同的功耗。花一樣的功耗獲得雙倍順滑的遊戲體驗,這是無數玩家所渴求的。
立體渲染
驍龍8還支援“立體渲染”技術,這是首次在移動端實現端遊級立體渲染。該功能支援打造更加逼真的煙霧特效,可以模擬真實環境下煙霧飄散和流動的效果,在驍龍8裝置上,玩家將獲得身臨其境的遊戲體驗。
VRS Pro
除此之外,基於新一代Adreno GPU出色的效能,VRS可變解析度渲染也升級為VRS Pro技術,利用該技術,不僅可以有效減少GPU工作負載,提升效能和最佳化功耗,還不會降低實際遊戲的畫質效果。
總結:搭載驍龍8的移動終端將成為遊戲玩家首選
基於全新一代Adreno GPU的強勁表現,相信驍龍8會是高通史上最強的旗艦晶片,同時也會有更多旗艦手機、遊戲手機會優先選擇搭載全新驍龍8處理器。
而對於遊戲玩家來說,新一代Adreno GPU正在帶來更極致沉浸的遊戲體驗,只要是搭載驍龍8移動平臺的旗艦手機,不僅都能以高幀率、高解析度流暢駕馭各種大型遊戲,玩家還可以享受到極致畫質福利,而這些離我們並不遙遠,畢竟還有大批搭載驍龍8的新旗艦已經在路上了,相信大家很快就能親自體驗了。