移动GPU迈向多核心之路

2013-07-10 21:53:50来源: CTIMES
    行动装置的热潮持续不退,各大手机制造商除了绞尽脑汁推出外型酷炫的行动装置设备来吸引消费者的目光之外,近几年更在行动应用处理器晶片上玩起多核心的「核」战争,无非是希望能够带给消费者更优异的效能及操作新体验。然而,随着消费者开始将以往依赖桌上型电脑的使用习惯,陆续转移到行动装置设备实现,单一功能诉求已经不再能满足现今消费者的操作习惯,举凡Office文书处理、上网搜寻、播放音乐已是再普通不过的基本需求,取而代之的是强调高画质的影音播放以及声光效果俱佳的3D大型游戏。



为了要因应这些高画质影音播放以及复杂的游戏图像处理等需求,若想要单靠行动装置内的行动处理器晶片来完成所有使命,恐怕不只是让行动处理器更显得气喘如牛,效果也将不尽理想。对此,行动装置处理器晶片开发商开始将PC个人电脑的显示卡概念动在行动显示晶片-GPU,好让行动装置设备在执行高复杂度的游戏图像处理任务时,能够呈现出更完美的画质以及效果表现,尤其在这个讲求行动处理器多核心的时代,行动GPU多核心同样不落人后。

虽然将类似PC个人电脑上的显示卡概念应用在行动装置上看似容易,但内在可是大大有学问,由于行动装置设备所使用的GPU是与行动处理器晶片整合在同一个SoC里,可用的设计空间可说是一大挑战,特别是现今个人电脑上的独立显示卡功耗动辄十多瓦以上,连带着行动装置设备执行游戏时,大量的纹理、材质、渲染、物理加速都会大量使用记忆体频宽,以上种种对于还在「低功耗」议题锱铢必较的行动装置设备而言,行动GPU能分配到的电力十分有限,因此无法达到与个人电脑一样,能够满足消费者显示卡任意「自由配」的需求。

此外,在硬体方面,由于Google Android阵营并非像Apple iOS阵营在硬体配置的差异性小,再加上没有采用统一的平台设计标准,因而造成『Android碎片化』现象,故每间厂商还是只能各自推出标榜高效能的行动GPU来抢攻市场份额,却也间接造成游戏开发商必须针对不同行动GPU开发出对应的版本。由于各个行动GPU所支援的纹理压缩格式亦不相同,即便执行同一款游戏,在搭载不同行动GPU的行动装置设备上所呈现的游戏画质、流畅度、画面锯齿度也大相迳庭,因此在这竞争白热化行动GPU竞赛里,仰赖的不仅仅是高竿的技术,获得高市占率才等于赢得『有量才敢大声』的入场券。

目前行动装置设备(平板与智慧手机)常见的行动GPU分别由Imagination公司的Power VR系列(50.1%)、高通的Adreno系列(33%)分别拿下最高市占率,其余则是由NVIDIA的Geforce系列、ARM的Mali系列来蚕食这块行动GPU大饼。行动GPU的硬体规格除了是影响游戏流畅度以及省电的重要因素之外,在软体层方面,纹理压缩格式以及渲染引擎亦是影响游戏支援度高低的重要功臣,由于行动GPU并不像个人电脑独立显示卡以及游戏都有统一的DirectX标准,以致于不同行动GPU所支援的纹理压缩格式技术互不相容,也造就了行动GPU多强鼎立的局面。

目前行动GPU主流的纹理压缩格式分别为ETC、PVRTC、S3TC、ATITC。在3D游戏中,丰富的纹理和细节对游戏的品质可说是相当重要,但由于显示记忆体和频宽受限的缘故,纹理都是必须经过压缩,否则会带给显示记忆体和频宽莫大的压力,而纹理压缩格式便是用来解决这项问题。

随着个人电脑上的独立显示核心技术发展至今已经经过了十多年,所整合的电晶体数量也不断地持续向上攀升,然而对于行动GPU而言,不管是从可用的设计空间或是功耗的角度来看,想要提升电晶体数量恐怕是难上加难,毕竟提高行动GPU效能无疑是对行动装置设备的电池续航最大考验。再加上,由于现阶段行动GPU与行动处理器晶片共用内建记忆体,因此也成为限制住行动GPU效能向上提升的阻碍。

关键字:移动  GPU  多核

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0710/article_23533.html
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