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什么是GPU?手机处理器不等于CPU

发布时间: 2017/8/7 15:54:41 | 341 次阅读

目前大多数人还在以CPU来代指整个处理器平台,然而此时GPU的重要性已经足够和CPU相提并论,那么GPU究竟是什么?有关智能手机GPU,又到底有哪些必备知识?

        GPU的基本概念:

PC上负责图形处理的部分叫做显示适配器,简称显卡,我们都知道如果要配个能玩游戏玩到爽的台式机平台,显卡起码要占去一半预算。而GPU就是显卡的处理单元,即图形处理器(Graphics Processing Unit),本质上是强调高性能高强度多线程浮点运算的处理器单元。

而在其他需要高强度图形化的产品平台,比如智能手机、游戏机等等,也需要GPU来搞定图像的建模、渲染、输出,当然在这些地方不会出现PC那样独立的显卡设 备,不过由于显卡二字过于深入人心,所以在多数情况下也可以用显卡来代指GPU。此外,手机GPU和PC平台还有一点不同,就是不负责视频的硬件解码,在 手机上这个任务被交给了DSP。

硬件加速和图形加速:

其实讲道理,对于计算机平台而言,GPU或者显卡本身也只属于外设,为何会如此重要?这就不得不提起另一个概念,即硬件加速。

我 们知道计算机平台的处理单元是CPU,其特点是通用性极强,只要适配其平台指令集和语言编程,再配合必要硬件就可以实现无限多的功能。然而计算机发展 到了一定程度,问题就来了,CPU是强调通用计算的单元,要它在某一方面拿出的性能代价太大,不如改为调用其他专门的硬件,既能提高性能又能大大降低 功耗,同时CPU负担更少,也能更专注于那些复杂的功能实现。

上述就是硬件加速的思想,而针对于图形渲染的硬件加速则被称为图形加速,它给予了图形技术发展的曙光。自此GPU得到了迅猛发展,地位越来越高,浮点性能早已能甩开CPU不知道多少个数量级,也诞生了不少功耗足够毁灭宇宙的核弹(大雾)。

当然,因为GPU本质是强调浮点的处理器,对于图形之外的大强度浮点计算也甚是那首,诸如密码破解之类的。不过这和普通用户距离过大,知道就好无需了解太多。

手机GPU厂商:

由于图形技术比较,所以也和PC显卡一样,手机GPU也掌握在少数几家大供应商手中。

作为技术实力的厂商之一,高通在SOC平台上一直使用自家Adreno系列GPU,相关基础技术购买自老牌显卡巨头AMD(或者说ATI),不过经营时间已历5代,早已完全消化为自己的技术,在Android阵营中以强劲的性能和能耗比闻名。

以提供统治级的移动处理器架构授权的ARM公司同样也在经营GPU业务,不过也是供应给其他SOC厂商的产品进行集成,系列名称叫做Mali。似乎是由于传闻中的“买CPU架构授权送Mali授权”的运作方式,市场占有率相当高,不过其产品的能耗比一直被诟病。

有时我们也能看到另外一家公司,即imagination,苹果iPhone和iPad每次都能在性能榜上正是依靠它的PowerVR系列GPU。然而可能是因为“苹果优先”的供应方式以及较高的成本,很少在其他厂商的SOC平台中见到他们的产品。

此外还有其他一些厂商也曾在手机GPU界留有一席之地,比如老黄Tegra系列使用的自家N4A、Kepler等架构,以及华为海思曾在K3V2上使用的Vivante GC系列,但都由于功耗、性能等原因,终退出了手机SOC领域。

手机GPU的关键参数:

提一下手机GPU的相关参数。

首先是数,常用型号中MP后面的数字来表示,比如海思Kirin950使用的Mali T880MP4就是4核T880单元。和CPU不同的是,GPU的数的增加几乎可以线性提升其浮点性能输出,然而对于数,业界并没有统一的标准, 既可以按流处理器数量算,也可以按厂商自己划分的基础规模算,换句话说一切都是厂商自己说了算,具体的数也只能和同一厂商的产品进行比较。

接下来是工作频率,在需要强调频率的地方,我们通常在型号后面加@来写上相应的频率,比如高通Adreno530@624MHz,即是工作频率在 624MHz。和CPU相同,GPU的工作频率高低也直接决定了其性能输出,只是GPU各的工作频率和负载统一的,不会像CPU那样出现不同策略的问题。

不过在更多的情况下,我们并不容易获取到上面这些参数,这时我们可以通过GPU的型号来粗略判断产品的档次和性能。所有的GPU厂商都会以型号的位数值 来代表产品的世代,再用此后的数值来标明产品在同世代的定位。比如高通Adreno510比Adreno418新一代但定位稍低,不能直接下结论比较,而 Adreno530相比Adreno430,或者Adreno420相比Adreno418,自然是明显更强的。

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