在手機游戲里逼真的“煙霧流動效果”背后竟有這么多秘密
時間: 2021-12-28 10:35:59 來源: 網(wǎng)絡(luò) 作者: 網(wǎng)絡(luò)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(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,智能手機之所以能夠?qū)崿F(xiàn)多種多樣的功能,全靠這些運算單元之間的協(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節(jié)。
當然,處理器并不是我們這篇文章談?wù)摰?a href='http://www.htgjj.com/sjwy/heji-234.html' target='_blank'>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上的顯卡,手機GPU因為沒有經(jīng)過PCB板的單獨封裝,就是一枚獨立芯片,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”,主要的職責也是進行圖形渲染,所以我們說是“手機顯卡”似乎也說得過去。

PC顯卡
稍微了解點的朋友可能知道,PC端有獨立封裝的顯卡,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(xiàn)。
實際上,手機GPU發(fā)展也有類似的一個過程,早期手機的上的圖形計算任務(wù)其實主要是由CPU負責的,后來才獨立發(fā)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(fā)生變化,在各大跑分排行榜中,有關(guān)GPU的跑分數(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GPU正在變得越來越重要。

安卓兔11月手機性能榜單(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的發(fā)展之路,這種現(xiàn)象其實很普遍,當我們覺得手機拍照不清晰時,手機像素開始突破上千萬像素,上億像素;當我們?yōu)槔m(xù)航為焦慮時,手機電池就越來越大,快充功率也越來越高;那么當我們對手游畫質(zhì)要求更高時,最先想到的是什么?沒錯,就是GPU。
一般來說,大多數(shù)日常應(yīng)用其實不怎么需要用到圖形渲染能力,只要運算能力夠用,就能流暢運行。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節(jié),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》這款熱門手游,幾乎成了手機評測中“魔鬼測試”中的常駐嘉賓,其對GPU性能的挑戰(zhàn)幾乎達到了變態(tài)地步。但事實卻是,即便條件如此苛刻,一些搭載旗艦芯片的手機仍舊可以以30fps 1080P或者更高的幀率、分辨率來運行這款游戲,如果沒有一顆強大的GPU做后盾,是絕對達不到這種畫質(zhì)效果的。
今天我們很難評判究竟是手機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承擔的任務(wù)還會更多,尤其是進入到AR、VR時代,以及越來越多高分辨率屏幕手機的涌現(xiàn),GPU的地位只會越來越高。
02 新一代Adreno GPU
手機GPU地位的提升,離不來芯片廠商們對極致性能、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)動進行多項優(yōu)化,移動游戲性能提升高達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(jīng)曝光的跑分數(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(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,更強的GPU在處理重負載時不容易發(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能夠為用戶帶來性能與能效方面的雙重提升,進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性能的極致。而事實上,歷代Adreno?GPU都有差不多的表現(xiàn),這也是為什么談及手機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,其浮點性能達到了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(chǎn)品,其浮點性能達到了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(zhì)量的圖形游戲。

2014年,驍龍810發(fā)布,搭載了Adreno 430,浮點性能在324~420 GFlops之間,而到了驍龍835上,Adreno 540的浮點性能甚至已經(jīng)達到約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)界領(lǐng)先,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,并且首次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之中,確保游戲畫面渲染更飽滿的同時,還降低了工作負載。

Adreno660
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%,并且延續(xù)了驍龍移動平臺一直以來的優(yōu)勢,為移動手機提供持續(xù)穩(wěn)定的高性能。這款GPU對于移動端游戲體驗的提升非常明顯,尤其還加入了驍龍Elite Gaming,更是將VRS可變分辨率渲染、GPU驅(qū)動更新、144fps高刷、10bit HDR等端游級體驗帶到手機端,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
總體來說,高通Adreno基本遵循越來越強的發(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,并首次加入了Adreno圖像運動引擎。該引擎可以幫助游戲以雙倍幀率運行,卻保持近乎相同的功耗?;ㄒ粯拥墓墨@得雙倍順滑的游戲體驗,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),這是首次在移動端實現(xiàn)端游級立體渲染。該功能支持打造更加逼真的煙霧特效,可以模擬真實環(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。

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工作負載,提升性能和優(yōu)化功耗,還不會降低實際游戲的畫質(zhì)效果。
總結(jié):搭載驍龍8的移動終端將成為游戲玩家首選
基于全新一代Adreno GPU的強勁表現(xiàn),相信驍龍8會是高通史上最強的旗艦芯片,同時也會有更多旗艦手機、游戲手機會優(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正在帶來更極致沉浸的游戲體驗,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、高分辨率流暢駕馭各種大型游戲,玩家還可以享受到極致畫質(zhì)福利,而這些離我們并不遙遠,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了。


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