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在上一篇文章中,我们了解了“智能手机的大脑”的Exynos移动处理器(SoC)。今天,继续向大家介绍Exynos移动处理器中图形处理单元(GPU)的重要性。
一般来说,图形处理需要大规模计算,如果是并行处理,就需要更快地速度,更高的效率。然而,CPU(中央处理器,central processing unit)的结构是专用于快速串行处理的,因此CPU具有恒定计算性能的特点,使用CPU进行图形处理会导致重要计算延迟。这种情况在玩游戏时会特别明显:在显示屏上渲染图形时,由于触摸输入延迟,你的角色可能就无法躲避“敌人”袭击。
为解决这些问题,GPU(图形处理器,graphics processing unit)应运而生。在GPU出现以前,CPU负责一切数据处理。GPU可以被看作一个独立的、提升效率的加速器,用于处理一系列被频繁调用的、相似的计算。
简言之,CPU就像一个通用计算器,而GPU则是一个专用于图形处理的大型并行计算器,它是图形处理的关键组件之一。GPU接收来自CPU的指令,在显示屏上呈现对象的形状、位置、颜色和纹理。
Exynos 2200上配备的Xclipse 920,是三星与AMD联合开发的首款移动GPU。“Xclipse”的名称来源于Exynos的“X”和单词“eclipse(日食)”的组合,表明了三星的目标,即带来更出色的手游体验,达到游戏机级别的性能表现,开启游戏新体验。
▲负责GPU开发的移动处理器设计专家、
副总裁Sungboem Park
为此,三星与AMD合作开发了一款用于移动设备的高能效、游戏机级别的GPU。AMD的GPU专为个人电脑和游戏机设计,这意味着AMD必须重新设计以适配移动环境。具体而言,除散热管理外,这款GPU还需重新设计以适应相对有限的移动内存带宽。
负责GPU开发的移动处理器设计专家、副总裁Sungboem Park表示:“凭借从开发移动SoC(系统级芯片,System on Chip)中所获得的有关低功耗设计的丰富知识,我们得以在这款联合定制的第一代GPU产品中同时实现了低能耗和小型化。移动设备不像游戏机一样配备风扇,且还必须保持性能及画面流畅,因此我们十分注重尽可能地减少发热量。”在Exynos中,GPU的主要作用是在2D的手机屏幕上,呈现出虚拟的3D对象,当用户在移动设备上运行对于图形要求高的游戏时,这一功能就显得尤其重要。另外,Xclipse 920是一款支持硬件加速光线追踪(RT)的移动GPU。光线追踪是一种通过模拟从3D物体反射的光线,从而产生逼真照明效果的技术。通过硬件而非软件加速,Xclipse 920可以更快地执行实时运算。此外,可变速率着色(VRS)技术可根据屏幕上物体的颜色、阴影、运动和其他变量变化调节GPU计算量,以减少过载。
▲Xclipse 920支持硬件光线追踪(RT)技术,可模拟3D物体反射的光线生成逼真的灯光效果。随着游戏用户数量的增长和图形的呈现愈发精细,GPU的发展方向变得越来越重要:将性能提升至高性能游戏主机水平,同时降低功耗。通过改进这两点,能让用户在移动设备上体验到与游戏主机上类似的高保真图形。总体而言,在图形技术方面,移动设备往往比游戏机落后约5年。不过,通过与AMD的合作,我们能在Exynos 2200移动处理器中快速融合最新的游戏机技术。这款SoC现已应用于Galaxy S22。通过与AMD持续密切合作,我们将继续实现AMD RDNA系列中的其他功能。
随着智能手机性能的整体提升,旗舰智能手机用户很可能通过在玩游戏时的性能表现来选择是否购买新款产品。
这意味着,决定智能手机游戏性能的GPU将来会得到更进一步的发展。Park还预测,移动GPU在增强现实(AR)和虚拟现实(VR)领域也将变得更重要。
对于AR来说,GPU需配备在眼镜等轻量级设备中,因此其低功耗设计非常重要。VR领域对性能的要求则更高,须即时渲染出整个可见的虚拟世界。因此,GPU需要满足各种开发要求,同时还要以更快的速度生成更为逼真的画面。所以移动GPU的发展至关重要,它将带来更多可能的应用。
在下一篇文章,我们将向大家介绍在Exynos移动处理器(SoC)中,提升相机性能的图像信号处理器(ISP),敬请期待!
*本文的产品图片以及型号、数据、功能、性能、规格参数等仅供参考,三星有可能对上述内容进行改进,具体信息请参照产品实物、产品说明书或者三星半导体官网(https://semiconductor.samsung.com/cn/)。除非经特殊说明,本广告中所涉及的数据均为三星内部测试结果,本广告中涉及的对比均为与三星产品相比较。
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