GPU英文全称Graphic Processing Unit,中文翻译为“图形处理器”,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上运行绘图运算工作的微处理器。
GPU的数据指标很多,但是手机中衡量一款GPU性能好坏的关键,则是看它的多边形生成能力和像素渲染能力。
多边形生成能力:
其实手机上面,不管任何一幅画面,都是无数个大小不一的多边形互相拼接、遮盖而成的。不仅是游戏,包括常规的系统界面,都是无数个多边形组成的图案。所以,多边形生成速度的快慢,决定了GPU对图形处理的速度。每秒钟生成的多边形越多,表明GPU的性能越高。
GPU像素渲染能力:
众所周知,手机的屏幕是一个一个像素构成的。像素渲染的作用,就是决定每个像素是什么颜色,它的位置在哪里,具有什么图形属性等等。只有经过像素渲染过的图,才能显示在屏幕上被我们看到,否则都是一行行枯燥的颜色及属性代码,没有任何视觉意义,也无法被我们看到。
GPU在图形处理时,是按照静态的图片,一张一张进行处理后显示在屏幕上的。我们看到的游戏和视频里面人物和场景是运动的,实际上都是大量静态的图片由GPU连续高速显示在屏幕上导致的。由于我们人眼并没有如此快的反应能力,所以看上去画面就像是运动的。电视机也是这个原理。
所以,多边形生成能力和像素渲染能力决定了一款移动GPU的好坏。
Imagination的PowerVR GPU采用的TBDR(Tile Based Deferred Rendering)架构,可以彻底避免Overdraw的问题。
TBR架构在把三角形场景变成像素图(光栅化)前,先把整个画面分成小块,这些小块的渲染在GPU上的高速缓存里进行,这样就避免了对帧缓存(位于系统内存里)的频繁读写和修改。当然,由于一个三角形可能被分在几个不同的块里,三角形的数据(几何数据)可能被需要多次读取,但总的来说还是能大大减少对系统内存的访问,节约了带宽的同时也减少了电力消耗。当然,不同的GPU分块的大小也有所不同,PowerVR一般是16*16像素的块大小。
比TBR架构更进一步的是,TBDR在光栅化之后,有一个HSR(Hidden Surface Removal))硬件单元,通过对一个块内的三角形进行测试,剔除掉被遮挡的三角形,合成一幅由所有可见部分组成的画面,交给后续的流水线去渲染。这样不可见部分就不需要Pixel Shader去做相应的计算,也不需要去拾取相应的纹理,节省了计算量的同时也节省了带宽,对移动设备来说有很大的帮助。
在早期的移动设备中,有的手机CPU和GPU是分开的。后来由于体积和功耗的限制以及制造工艺的进步,现在手机的GPU就与其他运算单元集成在一起,统称为SoC。
游戏是给人玩的,对于游戏玩家来说,一个好的GPU才能带来好的游戏体验。
然而,规格只是GPU的一个方面,GPU的跑分在一定程度上能反映GPU的实际性能,但实际的表现跟优化也有很大的关系。
一方面,SOC厂商可以跟游戏厂商合作,针对GPU的特点进行相应的优化。另一方面,在一些细节上,游戏厂商还可以借助GPU对应的相关工具进行更深层次的优化。
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