高通、三星、联发科都“嫌弃” 手机GPU前途难料 _生活百科

【高通、三星、联发科都“嫌弃” 手机GPU前途难料】最近几天，联发科的相关消息可真不少。一方面，他们刚刚推出了新的天玑9200+移动平台，在跑分、游戏性能等方面再次超越了竞争对手。同时首发天玑9200+的iQOO Neo8系列新机也已官宣，并且很快就将正式上市。
另一方面，日前更是有消息显示，联发科方面已经与电脑GPU设计大厂search NVIDIA达成合作，双方将共同开发基于ARM架构、可用于Windows生态（即Windows on ARM）的PC SoC产品。与此同时，联发科也将就此取得了search NVIDIA的GPU授权，最快在2024年可能就会有GeForce GPU集成到天玑旗舰移动平台中。

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如果你熟悉近年来的手机SoC领域，看到这则消息可能马上就会意识到，在高通、search 苹果早已坚持自研GPU多年，search 三星已与search AMD签订长期GPU合作协议的背景下，如果联发科真的在明年就在旗舰产品上实装search NVIDIA GPU，那么这也就意味着，以PowerVR、ARM为代表，曾经红极一时的传统“低功耗移动GPU”厂商，实际上相当于被各大SoC厂商集体放弃，变相被逐出了高端手机市场。
为什么会这样呢？纵观各方面的因素，我们其实并不难找到这个问题的答案。
现在手机GPU已经太大，甚至大到了更接近PC的设计习惯
从硬件设计上来看，想必有许多朋友会习惯性地认为，手机里的GPU是一种简单的、规模很小的设计，由于它们比PC上的GPU要简陋很多，因此两者之间在架构和设计思路上也存在着较大的技术鸿沟。
其实这样的想法放到10年、20年之前，可能是无比正确，但时至今日，情况已经发生了很大的改变。

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例如以GPU中最关键的ALUs数量，也就是大家熟悉的“核心数”为例。2008年的初代高通骁龙S1平台所集成的Adreno 200，核心数只有8个、算力为2.1GFlops，而同期的PC主流显卡NVIDIA GeForce 9600GT核心数量是64个，算力为208Gflops，两者间的核心数量相差8倍，算力更是相差100倍。
但到了2023年，骁龙8 Gen2中的Adreno 740核心数量已经高达2048个、算力为3.482TFlops 。相比之下，PC上的RTX4060核心数量为3072、算力是15.39Tflops 。两者的核心数量差缩小到了1.5倍，算力差距则不到5倍。

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那么这意味着什么呢？简单来说，这代表如今手机SoC里集成的GPU，其实已经是个相当程度的“庞然大物”了。特别是那些定位旗舰级的手机GPU，它们的硬件复杂程度已然与PC显卡差不太多了。
在这样的前提下，对于以往一直习惯于“小核心”设计的PowerVR和ARM来说，这样的“高端GPU”很可能已经超出了他们的设计能力。相比之下，早就习惯了几千、几万核GPU的PC GPU大厂，面对未来的手机图形芯片设计自然也就有了设计思路和习惯上的优势。
图形API的统一，让移动图形厂商优势荡然无存
在过去很长的一段时间里，手机、或者说低功耗移动设备的GPU，在编程方面其实一直是与PC显卡“分道扬镳”的。低功耗设备多半使用的是专为它们制定的OpenGL ES图形规范，这是一种“简略版”的Open GL接口。而PC显卡则更多地使用DirectX、Open GL等，“PC专用”的图形API 。

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这也就意味着，过去手机游戏和PC游戏之间，在编程、优化上存在着较大的技术分歧。同时当时的手机游戏也往往会使用一些专为移动设备制作的开发工具，它们与PC游戏的开发工具也并不兼容。换句话说，假使用当时的PC GPU去跑当时的“手机游戏”，很可能是无法运行的，或者就算能运行、效果也不见得好。
但是，如今的情况已经完全不同。在微软、谷歌、苹果等多方的推动下，如今的“PC GPU”和“手机GPU”在最基础的图形API上，已经基本实现了统一。它们都兼容DirectX，都使用相同版本的Vulkan API，也都可以运行基于相同图形和物理引擎，比如虚幻5、PhsyX所开发的3D内容。

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如此一来，过往的“手机专用图形API”、“手机专用游戏引擎”，实际上就相当于是被“消灭”掉了，大家都统一使用了相同的图形API、使用了相同的游戏引擎。于是在这样的情况下，传统的“PC GPU厂商”实际上哪怕什么也不做，就相当于已经具备了巨大的技术优势，以及与游戏引擎厂商的长期合作积累。而传统的手机GPU厂商呢？他们什么也没剩下了。
关键功能的缺失，让“手机GPU”注定因为“落后”挨打
不知道大家有没有注意过这样一件事，那就是现阶段的高端手机屏幕，普遍已经达到了1.5K、2K分辨率，它们的横向像素分辨率则高达1200P、1440P，甚至可能更高。
但现在大家玩的几乎所有主流手游渲染分辨率，很多都还停留在720P或者最多900P的水准。这也就意味着，大家最终看到屏幕上的游戏画面，实际上都是经过了“拉升放大”的结果，而并非真正的点对点渲染。因此游戏画面要么变得模糊，要么就会显示出很多边缘锯齿。

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为什么会这样？说白了，还是因为现有的手机GPU性能不够，无法真正支撑游戏运行在“高画面特效”、“高帧率”、“高原生分辨率”的模式下。由于降特效或者帧率视觉上的损失太过于明显，所以现在的手游才会普遍运行在“非原生分辨率”下。
那么这些问题要怎么解决呢，是直接大幅提升GPU的算力吗？虽然这样做理论上可行，但也会带来功耗、发热的显著增加。因此更加现实的解决方案，就是基于AI、基于深度学习的画面超分算法。也就是让GPU用低分辨率渲染，但在显示的时候通过AI来实现画面的“无损放大”，从而缓解分辨率不匹配所导致的“不清晰”感。

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然而纵观业界不难发现，现在只有四家厂商有类似的技术，分别是NVIDIA的DLSS、AMD的FSR、Intel的XeSS，以及前不久高通方面刚刚公布的“SGSR” 。联发科虽然此前也搞出了基于AI的画面超分技术，但受制于ARM的GPU并不支持，所以他们只能在APU里运行相关功能，效率上自然也就不如上述四家直接在GPU上跑“超分”来得高。
或许也正因如此，当高通、三星一个借助自研、一个紧抱AMD大腿，都在手机GPU上实现了原生AI超分后，联发科自然也就有了抛弃“不争气”的ARM GPU，换一个合作伙伴的理由。毕竟游戏超分现在已普遍被认为是能够显著提升帧率、降低功耗的关键图形技术之一，特别是对于旗舰机型来说，它更是能够让游戏画面真正“点对点”的高帧率运行，这样意义也实在太大了。