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手游爱好者都不一定知道,关于手机GPU的事

2020-07-19 07:25:21 来源:互联网 阅读:-
【摘要】你喜欢玩手机游戏吗?一部手机它也有“显卡”,手机能否流畅地玩游戏就和它有很大的关系,喜欢玩游戏的你怎么可以不了解一下呢GPUGPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。

你喜欢玩手机游戏吗?一部手机它也有“显卡”,手机能否流畅地玩游戏就和它有很大的关系,喜欢玩游戏的你怎么可以不了解一下呢

手游爱好者都不一定知道,关于手机GPU的事

GPU

GPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”。我们通常就叫它显卡,GPU是显示卡的“大脑”,它决定了该显卡的档次和大部分性能。

对于传统PC上来说,GPU同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力,称为“软加速”。3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内,也即所谓的“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片(也是引脚最多的)。现在市场上的显卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI两家公司的图形处理芯片。GPU,是一块高度集成的芯片,其中包含了图形处理所必须的所有元件,GPU和CPU之间通过RAM内存进行数据交换。在手机主板上,GPU芯片一般都是紧挨着CPU芯片的。

手游爱好者都不一定知道,关于手机GPU的事

在手机上的发展

以前的智能机,其实都是不带显示核心的,所有的软件、游戏都是由CPU进行处理,呈现在屏幕上。但是CPU的图形处理能力很低很低,这也导致了传统的智能手机玩稍微大一点的游戏往往力不从心,大型3D游戏更是成为了奢望。

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早期的3D加速芯片功能比较单一,性能也比较低,仅仅只为3D程序提供一定的辅助处理作用。而随着科技的发展,现在的3D加速芯片早已演化成真正意义上的GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器),已经不只是传统的3D加速器。GPU不仅仅是负责必要的3D处理,准确地说,它将所有图形显示功能从CPU那里都接管了过来,并且还提供了视频播放、视频录制和照相时的辅助处理,使得CPU被大大解放,可以专心地处理纯指令,而不再需要去负责繁重的图形处理任务了。系统的3D性能得到极大的提升。所以,手机GPU的诞生,是移动市场的一次大革命。

目前智能手机屏幕越来越大,系统越来越华丽,游戏特效越来越眩目,对手机GPU的要求也越来越高

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据指标

GPU多边形生成能力

其实手机上面,不管任何一幅画面,都是无数个大小不一的多边形互相拼接、遮盖而成的。不仅是游戏,包括常规的系统界面,都是无数个多边形组成的图案。所以,多边形生成速度的快慢,决定了GPU对图形处理的速度。每秒钟生成的多边形越多,表明GPU的性能越高。

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GPU像素渲染能力

众所周知,手机的屏幕是一个一个像素构成的。像素渲染的作用,就是决定每个像素是什么颜色,它的位置在哪里,具有什么图形属性等等。只有经过像素渲染过的图,才能显示在屏幕上被我们看到,否则都是一行行枯燥的颜色及属性代码,没有任何视觉意义,也无法被我们看到。

GPU在图形处理时,是按照静态的图片,一张一张进行处理后显示在屏幕上的。我们看到的游戏和视频里面人物和场景是运动的,实际上都是大量静态的图片由GPU连续高速显示在屏幕上导致的。由于我们人眼并没有如此快的反应能力,所以看上去画面就像是运动的。电视机也是这个原理。

所以,多边形生成能力和像素渲染能力,决定了一款移动GPU的好坏。

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手机GPU厂商

在智能手机的硬件配置中,由于并没有形成统一的标准,所以每个厂商的产品也并不相同,目前应用在手机和平板电脑方面的GPU主要由五家公司执行设计——分别是英伟达的Geforce系列、Imagination公司的POWERVR 系列、高通的Adreno系列、ARM的Mali系列和Vivante公司开发的GPU。

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Geforce系列—游戏支持度高

英伟达绝对是PC芯片市场的佼佼者,我们电脑上的显卡很多都是使用Geforce芯片,甚至GPU这个词都是英伟达在1999年时所提出来的。不过相对于PC市场的睥睨天下,在移动终端领域,英伟达则稍显低调许多。

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自2011年起,英伟达开始以Tegra系列移动处理器进军手机市场,同时也拉开了手机行业的双核风暴。而英伟达积累多年的图形处理器技术也被这颗首款双核芯片——Tegra 2所采用,集成有一颗GeForce图形处理单元,其多边形输出达到了9000万/秒,像素填充率更是达到了12亿/秒,在当时双核处理器还处于凤毛麟角的年代,有着比较不错的表现。

不过虽然Geforce图形处理单元在数据上较为出色,但实际应用中的表现中规中距。

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POWERVR 系列—苹果专属

POWERVR 是由英国Imagination Technologies公司在2005年8月1日推出的芯片系列。因为在PC时代,规模和实力都无法与英伟达、ATI相比,所以很早就转向了适合自己发展的移动市场,走精、专的路线,很好地发挥了自己的技术优势。

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对于采用PowerVR 系列的产品,其中最让人熟知的相信还是苹果的iPhone以及iPad系列,自苹果iPhone一代时起,PowerVR 系列就给予了苹果强大的图形处理方面的支持。

苹果系列产品一直采用PowerVR 提供的图形处理器

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Adreno系列—数据表现较好

高通公司的GPU业务发展时间较短,Adreno品牌系列是高通在收购了AMD的一部分图形技术之后,发展成为的一种全新的GPU品牌,大部分都集成在高通自家的骁龙Snapdragon系列处理器中。

虽然Adreno系列的图形处理器仅在高通自家的SOC芯片中使用,但由于采用高通SOC的设备非常多,所以Adreno系列的市场占有率还是不错的,同时由于高通还提供通用处理器(CPU)和一些通信解决方案,因此它的SoC芯片整合度非常高,有着很出色的数据表现。

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高通Adreno系列图形芯片的多边形能力较为突出,同时数据方面表现良好,所以有着不错的处理能力,能够给手机和平板电脑等移动终端提供有力的处理及显示性能。目前很多高端手机厂商都采用高通的处理器芯片,所以未来的前景一片大好。

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Mali系列—ARM直接研发设计

作为业界顶级的芯片厂商,ARM公司为各种手机、平板电脑等移动设备提供包括CPU、GPU在内的多方面解决方案,其中Mali系列就是由ARM直接设计研发的。不过相比较前面提到过的几家GPU而言,在三星i9100推出之前,ARM公司的Mali系列产品在手机和平板电脑方面的应用范围确实并不是很广泛,主要是由于Mali-55和Mali-200的表现不佳有关。

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不过随着三星i9100的推出,以及三星手机的强势崛起,Mali系列GPU图形处理单元就迎来了一个发展高潮,尤其是受到了三星GALAXY系列高端产品的青睐,更是让该系列GPU备受关注,甚至很多游戏应用厂商专门针对其高度产品进行优化。

Mali系列图形处理芯片最大的优势就是其支持多核心,通过多核和超频,从而带来非常出色的图形处理能力,多媒体表现十分强悍。

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Vivante 系列—国产芯片采用

Vivante是一家研发图形芯片技术的公司名称,总部位于加州森尼韦尔,目前该系列GPU在市场上非常少见,而在首款国产处理器华为海思K3V2上的搭载,也使得让该系列图形芯片受到很多关注。

不过虽然该系列图形芯片的性能非常强大,但因为使用这款GPU的移动终端确实太少了,所以与一部分游戏应用会出现兼容性上的问题。不过Vivante 系列支持的纹理压缩格式和Geforce系列完全一样,也表示支持Geforce的游戏在Vivante 设备上运行也是基本可行的。

手游爱好者都不一定知道,关于手机GPU的事

当前的智能手机上与图形显示相关的功能越来越多,包括游戏运算、网页处理以及UI显示等都需要GPU来处理,所以一颗性能强大的GPU已经成为很多用户在购买手机时,所要需要考虑的因素之一。

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