起底高通Adreno，了解GPU地位是如何提升的？

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处理器是手机中最重要的部件，是绝对的核心。一台旗舰手机可以跑分几十万、上百万，处理器在其中起到了主导性作用。
处理器有着十分复杂的结构，一颗常见的5G SoC可能集成了CPU、GPU、DSP、ISP、5G基带、射频系统以及其他一些关键芯片，智能手机之所以能够实现多种多样的功能，全靠这些运算单元之间的协同配合。但大多数用户对于处理器的了解也仅仅只是停留于名字，很少有人去深究这些细节。
当然，处理器并不是我们这篇文章谈论的主题，而我们今天要说的则是手机中最强大运算单元之一，同样也是组成手机SoC必不可少部分，它就是GPU。

01 手机GPU地位的变化

谈及“GPU”，相信很多人首先想到的还是PC上的显卡，手机GPU因为没有经过PCB板的单独封装，就是一枚独立芯片，因此和PC显卡还是有区别的。但说到底大家都是“图形处理器”，主要的职责也是进行图形渲染，所以我们说是“手机显卡”似乎也说得过去。



PC显卡
稍微了解点的朋友可能知道，PC端有独立封装的显卡，也有集成在CPU或者主板中的集成显卡、核心显卡，PC端显卡发展大致遵循了从集成到独立这样一个过程，其实也就是GPU在PC中作用不断加重的一个体现。
实际上，手机GPU发展也有类似的一个过程，早期手机的上的图形计算任务其实主要是由CPU负责的，后来才独立发展出专门进行3D渲染的GPU。尤其近些年，手机GPU的地位也在发生变化，在各大跑分排行榜中，有关GPU的跑分数据始终占据着最显眼的位置，从“无”到“有”再到“榜上有名”，可已看出手机GPU正在变得越来越重要。



安兔兔11月手机性能榜单（图源安兔兔）
为什么会有这样的变化，显然还是与用户需求有关。试试回想一下智能手机的发展之路，这种现象其实很普遍，当我们觉得手机拍照不清晰时，手机像素开始突破上千万像素，上亿像素；当我们为续航为焦虑时，手机电池就越来越大，快充功率也越来越高；那么当我们对手游画质要求更高时，最先想到的是什么？没错，就是GPU。
一般来说，大多数日常应用其实不怎么需要用到图形渲染能力，只要运算能力够用，就能流畅运行。但涉及到游戏场景就不同了，比如各种吃鸡游戏，其画质特点就是在开放性世界中呈现不同地形地貌、众多建筑和载具，还有各种天气动效和光影细节，而这些都需要庞大的运算作为支撑。



《原神》对手机图形渲染能力要求极高
还有《原神》这款热门手游，几乎成了手机评测中“魔鬼测试”中的常驻嘉宾，其对GPU性能的挑战几乎达到了变态地步。但事实却是，即便条件如此苛刻，一些搭载旗舰芯片的手机仍旧可以以30fps  1080P或者更高的帧率、分辨率来运行这款游戏，如果没有一颗强大的GPU做后盾，是绝对达不到这种画质效果的。
今天我们很难评判究竟是手机GPU发展影响了手游，还是手游内容变化倒逼着GPU不断进步，但有一点是明确的，只有二者之间相互促进，才能不断满足用户对高质量游戏内容的需求。而且可以预见的是，未来GPU承担的任务还会更多，尤其是进入到AR、VR时代，以及越来越多高分辨率屏幕手机的涌现，GPU的地位只会越来越高。

02 新一代Adreno GPU

手机GPU地位的提升，离不来芯片厂商们对极致性能、能效、技术的不断追求。而在近几个月中，各大芯片厂商也都陆续发布了自己的年度旗舰芯片，从各个芯片的参数表现来看，GPU性能、能效又得到了显著升级。这也能看出，将GPU提升到一个更重要的位置，早已成了各大厂商的共识。
目前，移动端GPU大概有Adreno、Mali、powerVR以及苹果几家，其中苹果和高通Adreno都用了自研GPU架构，相比于纯粹的公版架构，自研GPU架构在性能上要超出不少，而且和CPU、ISP之间的协同会更高效。不过在市场中，苹果的自研GPU只有iPhone在用，相对来说，高通Adreno要更具代表性一些，毕竟高通芯片几乎占据了大部分的移动端市场份额，而在高端机方面，更是鲜有企及者。
本月初，高通在骁龙技术峰会上正式发布了全新一代骁龙8移动平台，并搭载了新一代Adreno GPU，从官方公布的数据来看，借助完全重新设计的AdrenoGPU架构，新一代Adreno GPU图形渲染能力提升了30%，游戏时的能效提升25%。同时，高通面向Vulkan图形驱动进行多项优化，移动游戏性能提升高达60%。足见，新一代 Adreno GPU提升之大。



搭载骁龙8“工程机”GFXBench测试
从目前已经曝光的跑分数据来看，在GFXBench测试中，骁龙8移动平台的GPU性能相比上一代骁龙888有了更大进步，在曼哈顿离屏这样的测试场景下，其成绩甚至有接近甚至超过50%的幅度提升。



搭载骁龙8“工程机”安兔兔跑分
此外，根据安兔兔数据，新骁龙8的GPU跑分为45万，与上一代相比提升了超40%。
这样的成绩表明骁龙8在处理3D渲染工作时，处理时速度更快、效率更高。此外，更强的GPU在处理重负载时不容易发热，温控表现更好，从而让处理器长时间保持高性能输出状态。这意味着高通AdrenoGPU能够为用户带来性能与能效方面的双重提升，进而带来更好的图形质量以及更高的渲染效率，呈现更好的游戏画面以及视频效果。

03 越来越强的Adreno GPU

毫无疑问，新一代AdrenoGPU有了非常强悍的提升，代表了当下移动端GPU性能的极致。而事实上，历代AdrenoGPU都有差不多的表现，这也是为什么谈及手机GPU发展，会绕不开Adreno的原因。
不过，早先高通GPU并不叫这个名字。在2009年，在高通完成对Imageon的收购后，才发展出全新的GPU品牌，也就是现在的Adreno。如今，Adreno GPU已经发布了多代产品，在移动端有着极其广泛的应用，回顾其性能发展过程，几乎完全可以用“暴涨”来形容。






Adreno 130是第一款Adreno图形处理器，可以提供完整的3D图形硬件支持，其浮点性能是1.2 GFlops；Adreno 220于2011年推出，相比之前的产品在性能上有数倍的提升，其浮点性能达到了17 GFlops；而到了2012年，Adreno 320（64 ALU）几乎可以视为真正具有跨时代意义的产品，其浮点性能达到了60 GFlops，相较两年前的Adreno 130，浮点提升了60倍之多，使得手机的图形处理能力更加出色，足以支撑起一些更高质量的图形游戏。