國內外巨頭上演GPU芯片爭霸
2014-02-19 20:59:41 本站原創隨著近日國家解除游戲機禁令以及游戲向手機終端轉移，國內外移動通信芯片廠商高通、NVIDIA、ARM、重郵信科都紛紛看好手機游戲芯片市場，開始GPU芯片的爭霸戰。
手機游戲芯片需求量大增
長期以來，游戲機在中國內陸被禁售，不少游戲玩家通過各種渠道買到游戲機的水貨。隨著上海自貿區的開放，游戲機禁令也隨之解除。不過對于更多的普通游戲愛好者來說，智能手機上的游戲已經足夠讓他們沉醉其中，特別是不少專業游戲機的游戲已經被移植到智能手機中。而GPU作為專門的圖像處理器，在手機游戲的表現上扮演著重要角色。
GPU是Graphic Processing Unit的縮寫，最先來源于個人電腦，后隨著手機對圖像性能的要求不斷提高，GPU也被引入智能手機中，用于各種圖形圖像畫面的運算、處理和渲染。
目前應用在手機和平板電腦方面的GPU主要由五家公司設計，分別是NVIDIA的Geforce系列、高通的Adreno系列、Imagination公司的POWERVR SGX系列、ARM的Mali系列和Vivante公司的Vivante GC系列，其中Geforce系列和Adreno系列都是與自家的處理器搭配。
這五家公司憑借自己雄厚的設計實力，不斷將PC上的先進圖像處理技術補充進移動處理器的GPU中，推動終端娛樂化時代的到來。
幾大國際芯片巨頭紛紛登場
一年前，NVIDIA在 CES 2013上正式發布了全新的 Tegra 4 處理器，這款產品具備72個定制GeForce GPU光柵化處理單元，其GPU處理性能是Tegra 3的六倍，可實現更加逼真的游戲體驗和更高分辨率的屏幕顯示效果。而在CES 2014開幕之際，NVIDIA就高調對外正式發布了搭載192個Kepler架構CUDA核心的Tegra K1，也就是以前預測的Tegra 5。
Tegra 5在圖形顯示方面的性能非常強大，帶來了并行計算、曲面細分、計算著色器、幾何著色器等全套高級特性，全面支持DirectX 11和OpenGL 4.4，其應用范圍除了智能手機和平板電腦之外，還包括4K電視、游戲機和汽車等設備，其圖形運算性能有望與游戲主機一比高下。當然，使用GeForce GPU的處理器就只有NVIDIA自家的Tegra系列，而搭載該系列處理器的智能手機也非常多，像我們熟悉的中興U930(T2)、HTC One XT(T3)和小米M3(T4)。
高通公司的GPU業務發展時間較短，Adreno品牌系列是高通在收購了AMD(3.69, -0.01, -0.27%)的一部分圖形技術之后，發展而成的一個全新的GPU品牌，大部分都集成在高通自家的驍龍Snapdragon系列處理器中。但由于采用高通SoC的設備非常多，所以Adreno系列的市場占有率還是不錯的。Adreno320作為Adreno 300 GPU系列中第一款產品，性能為Adreno 225GPU的三倍多，采用Adreno 320 GPU的處理器包括高通公司的驍龍S4 APQ8064和全新驍龍600系列。
Adreno330GPU 的計算性能是Adreno320GPU的2倍多，開發人員可以通過創新的統一渲染架構(UnifiedShader Architecture)和Adreno圖形開發工具獲得高端3D圖形質量以及高能物理、實時反射和折射等效果，類似這樣的功能過去僅能在游戲機系統實現，Adreno 330GPU也被應用于驍龍800系列處理器。
高通在2013年底推出的驍龍805搭載了Adreno 420，其頻率為500MHz，像素填充率為4000MPix/s，其圖形性能比Adreno 330提升40%。搭載高通處理器的智能手機就更多了，比如GALAXY SIII(MSM8960 Adreno 225)，HTC One(APQ8064 Adreno 320)和Lumia 1520(MSM8974 Adreno 330)。
提到Imagination公司的POWERVR SGX系列，就不能不提到大名鼎鼎的iPhone。蘋果(535.92, -0.04, -0.01%)在每一代iPhone上使用的A系列CPU都采用了POWERVR SGX系列GPU，其原因一方面在于蘋果本身就是Imagination公司的股東，另一方面POWERVR SGX系列GPU性能確實強大，能夠很好的滿足蘋果一直以來崇尚的用戶極致體驗的理念。
其PowerVR SGX544隸屬于Imagination PowerVR Series5XT家族，也是該系列的第二名成員，基于第二代通用可擴展著色引擎(USSE2)，全面支持微軟(37.47, 0.30, 0.79%)DirectX 9和多處理器能力，既可以配置為高性能4管線的單核心，也能夠靈活地配置為雙核心到16核心(8-64管線)。
大名鼎鼎的第一款中低端四核SoC MT6589就采用了單核SGX544，而三星的第一款八核芯片Exynos5410更采用了四核SGX544，足見其在GPU領域的地位。iPhone5S上使用的POWERVR SGX6系列G6430計算性能最高可達1TFLOPS，以此計算其理論性能幾乎相當于HD 7750級別的顯卡，在競爭對手的比拼中也比較搶眼。
ARM公司的ARM CPU在移動通信領域天下無敵，其Mali系列GPU在業內的地位也與日俱增。特別是隨著其被三星處理器采用以及三星手機的強勢崛起，Mali系列GPU就迎來了一個發展高潮，尤其是受到了三星GALAXY系列高端產品的青睞，包括采用T604的Exynos 5250和采用T658的Exynos 5450，甚至很多游戲應用廠商專門針對其產品進行優化。其Mali400是中低端系列明星產品，是世界上第一個符合OpenGL ES 2.0 標準的多核GPU。
三星的頂級四核芯片Exynos4412就采用了四核Mali400，而目前主流的四核智能手機芯片，包括聯芯LC1813(雙核Mali400)，重郵信科赤兔6310(四核Mali400)和高通MSM8112(雙核Mali400)也都采用了這一系列，展訊在采用雙核Mali400的第一代TSHARK市場表現不佳之時，不久也將推出四核Mali400的TSHARK版本。而海思也放棄Vivante系列GPU，而轉投Mali系列陣營，其LTE SoC方案Balong910就采用了四核Mali450。
Vivante是一家研發圖形芯片技術的公司名稱，總部位于加州森尼韋爾，目前該系列GPU在市場上非常少見，而在首款國產處理器華為海思K3V2上的搭載，也使得該系列圖形芯片受到很多關注。華為海思K3V2采用的是高階版的GC 4000，不過目前海思已經轉投Mali陣營了。
而主流芯片廠商只有Marvell一家由于與Vivante的“親戚”關系，在堅持使用該系列GPU，其最新的四核SOC PXA1088就使用了低端系列GC1000。
各家芯片廠商在CPU上的比拼讓消費者眼花繚亂，不過眾所周知，對于移動處理器GPU的評判除了其本身浮點預算、三角形填充率和像素填充率等硬性指標以外，更重要的產業鏈針對其架構對軟件和游戲進行的各種優化。同樣的架構，優化程度不一樣，呈現的效果也會差別非常大。
所以鐘愛游戲的消費者在選擇終端時，可以留意一下終端使用的GPU是否為主流，因為游戲廠商會針對流行的GPU做更多的優化，從而大大提升用戶的游戲體驗。
隨著近日國家解除游戲機禁令以及游戲向手機終端轉移，國內外移動通信芯片廠商高通、NVIDIA、ARM、重郵信科都紛紛看好手機游戲芯片市場，開始GPU芯片的爭霸戰。
手機游戲芯片需求量大增
長期以來，游戲機在中國內陸被禁售，不少游戲玩家通過各種渠道買到游戲機的水貨。隨著上海自貿區的開放，游戲機禁令也隨之解除。不過對于更多的普通游戲愛好者來說，智能手機上的游戲已經足夠讓他們沉醉其中，特別是不少專業游戲機的游戲已經被移植到智能手機中。而GPU作為專門的圖像處理器，在手機游戲的表現上扮演著重要角色。
GPU是Graphic Processing Unit的縮寫，最先來源于個人電腦，后隨著手機對圖像性能的要求不斷提高，GPU也被引入智能手機中，用于各種圖形圖像畫面的運算、處理和渲染。
目前應用在手機和平板電腦方面的GPU主要由五家公司設計，分別是NVIDIA的Geforce系列、高通的Adreno系列、Imagination公司的POWERVR SGX系列、ARM的Mali系列和Vivante公司的Vivante GC系列，其中Geforce系列和Adreno系列都是與自家的處理器搭配。
這五家公司憑借自己雄厚的設計實力，不斷將PC上的先進圖像處理技術補充進移動處理器的GPU中，推動終端娛樂化時代的到來。
幾大國際芯片巨頭紛紛登場
一年前，NVIDIA在 CES 2013上正式發布了全新的 Tegra 4 處理器，這款產品具備72個定制GeForce GPU光柵化處理單元，其GPU處理性能是Tegra 3的六倍，可實現更加逼真的游戲體驗和更高分辨率的屏幕顯示效果。而在CES 2014開幕之際，NVIDIA就高調對外正式發布了搭載192個Kepler架構CUDA核心的Tegra K1，也就是以前預測的Tegra 5。
Tegra 5在圖形顯示方面的性能非常強大，帶來了并行計算、曲面細分、計算著色器、幾何著色器等全套高級特性，全面支持DirectX 11和OpenGL 4.4，其應用范圍除了智能手機和平板電腦之外，還包括4K電視、游戲機和汽車等設備，其圖形運算性能有望與游戲主機一比高下。當然，使用GeForce GPU的處理器就只有NVIDIA自家的Tegra系列，而搭載該系列處理器的智能手機也非常多，像我們熟悉的中興U930(T2)、HTC One XT(T3)和小米M3(T4)。
高通公司的GPU業務發展時間較短，Adreno品牌系列是高通在收購了AMD(3.69, -0.01, -0.27%)的一部分圖形技術之后，發展而成的一個全新的GPU品牌，大部分都集成在高通自家的驍龍Snapdragon系列處理器中。但由于采用高通SoC的設備非常多，所以Adreno系列的市場占有率還是不錯的。Adreno320作為Adreno 300 GPU系列中第一款產品，性能為Adreno 225GPU的三倍多，采用Adreno 320 GPU的處理器包括高通公司的驍龍S4 APQ8064和全新驍龍600系列。
Adreno330GPU 的計算性能是Adreno320GPU的2倍多，開發人員可以通過創新的統一渲染架構(UnifiedShader Architecture)和Adreno圖形開發工具獲得高端3D圖形質量以及高能物理、實時反射和折射等效果，類似這樣的功能過去僅能在游戲機系統實現，Adreno 330GPU也被應用于驍龍800系列處理器。
高通在2013年底推出的驍龍805搭載了Adreno 420，其頻率為500MHz，像素填充率為4000MPix/s，其圖形性能比Adreno 330提升40%。搭載高通處理器的智能手機就更多了，比如GALAXY SIII(MSM8960 Adreno 225)，HTC One(APQ8064 Adreno 320)和Lumia 1520(MSM8974 Adreno 330)。
提到Imagination公司的POWERVR SGX系列，就不能不提到大名鼎鼎的iPhone。蘋果(535.92, -0.04, -0.01%)在每一代iPhone上使用的A系列CPU都采用了POWERVR SGX系列GPU，其原因一方面在于蘋果本身就是Imagination公司的股東，另一方面POWERVR SGX系列GPU性能確實強大，能夠很好的滿足蘋果一直以來崇尚的用戶極致體驗的理念。
其PowerVR SGX544隸屬于Imagination PowerVR Series5XT家族，也是該系列的第二名成員，基于第二代通用可擴展著色引擎(USSE2)，全面支持微軟(37.47, 0.30, 0.79%)DirectX 9和多處理器能力，既可以配置為高性能4管線的單核心，也能夠靈活地配置為雙核心到16核心(8-64管線)。
大名鼎鼎的第一款中低端四核SoC MT6589就采用了單核SGX544，而三星的第一款八核芯片Exynos5410更采用了四核SGX544，足見其在GPU領域的地位。iPhone5S上使用的POWERVR SGX6系列G6430計算性能最高可達1TFLOPS，以此計算其理論性能幾乎相當于HD 7750級別的顯卡，在競爭對手的比拼中也比較搶眼。
ARM公司的ARM CPU在移動通信領域天下無敵，其Mali系列GPU在業內的地位也與日俱增。特別是隨著其被三星處理器采用以及三星手機的強勢崛起，Mali系列GPU就迎來了一個發展高潮，尤其是受到了三星GALAXY系列高端產品的青睞，包括采用T604的Exynos 5250和采用T658的Exynos 5450，甚至很多游戲應用廠商專門針對其產品進行優化。其Mali400是中低端系列明星產品，是世界上第一個符合OpenGL ES 2.0 標準的多核GPU。
三星的頂級四核芯片Exynos4412就采用了四核Mali400，而目前主流的四核智能手機芯片，包括聯芯LC1813(雙核Mali400)，重郵信科赤兔6310(四核Mali400)和高通MSM8112(雙核Mali400)也都采用了這一系列，展訊在采用雙核Mali400的第一代TSHARK市場表現不佳之時，不久也將推出四核Mali400的TSHARK版本。而海思也放棄Vivante系列GPU，而轉投Mali系列陣營，其LTE SoC方案Balong910就采用了四核Mali450。
Vivante是一家研發圖形芯片技術的公司名稱，總部位于加州森尼韋爾，目前該系列GPU在市場上非常少見，而在首款國產處理器華為海思K3V2上的搭載，也使得該系列圖形芯片受到很多關注。華為海思K3V2采用的是高階版的GC 4000，不過目前海思已經轉投Mali陣營了。
而主流芯片廠商只有Marvell一家由于與Vivante的“親戚”關系，在堅持使用該系列GPU，其最新的四核SOC PXA1088就使用了低端系列GC1000。
各家芯片廠商在CPU上的比拼讓消費者眼花繚亂，不過眾所周知，對于移動處理器GPU的評判除了其本身浮點預算、三角形填充率和像素填充率等硬性指標以外，更重要的產業鏈針對其架構對軟件和游戲進行的各種優化。同樣的架構，優化程度不一樣，呈現的效果也會差別非常大。
所以鐘愛游戲的消費者在選擇終端時，可以留意一下終端使用的GPU是否為主流，因為游戲廠商會針對流行的GPU做更多的優化，從而大大提升用戶的游戲體驗。
