在手機游戲里逼真的“煙霧流動效果”背后竟有這么多秘密

處理器是手機中最重要的部件，是絕對的核心。一臺旗艦手機可以跑分幾十萬、上百萬，處理器在其中起到了主導(dǎo)性作用。

處理器有著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一顆常見的5G SoC可能集成了CPU、GPU、DSP、ISP、5G基帶、射頻系統(tǒng)以及其他一些關(guān)鍵芯片，智能手機之所以能夠?qū)崿F(xiàn)多種多樣的功能，全靠這些運算單元之間的協(xié)同配合。但大多數(shù)用戶對于處理器的了解也僅僅只是停留于名字，很少有人去深究這些細節(jié)。

當然，處理器并不是我們這篇文章談?wù)摰?a href='http://winnerscn.com/sjwy/heji-234.html' target='_blank'>主題，而我們今天要說的則是手機中最強大運算單元之一，同樣也是組成手機SoC必不可少部分，它就是GPU。

01 手機GPU地位的變化

談及“GPU”，相信很多人首先想到的還是PC上的顯卡，手機GPU因為沒有經(jīng)過PCB板的單獨封裝，就是一枚獨立芯片，因此和PC顯卡還是有區(qū)別的。但說到底大家都是“圖形處理器”，主要的職責也是進行圖形渲染，所以我們說是“手機顯卡”似乎也說得過去。

PC顯卡

稍微了解點的朋友可能知道，PC端有獨立封裝的顯卡，也有集成在CPU或者主板中的集成顯卡、核心顯卡，PC端顯卡發(fā)展大致遵循了從集成到獨立這樣一個過程，其實也就是GPU在PC中作用不斷加重的一個體現(xiàn)。

實際上，手機GPU發(fā)展也有類似的一個過程，早期手機的上的圖形計算任務(wù)其實主要是由CPU負責的，后來才獨立發(fā)展出專門進行3D渲染的GPU。尤其近些年，手機GPU的地位也在發(fā)生變化，在各大跑分排行榜中，有關(guān)GPU的跑分數(shù)據(jù)始終占據(jù)著最顯眼的位置，從“無”到“有”再到“榜上有名”，可已看出手機GPU正在變得越來越重要。

安卓兔11月手機性能榜單(圖源安兔兔)

為什么會有這樣的變化，顯然還是與用戶需求有關(guān)。試試回想一下智能手機的發(fā)展之路，這種現(xiàn)象其實很普遍，當我們覺得手機拍照不清晰時，手機像素開始突破上千萬像素，上億像素;當我們?yōu)槔m(xù)航為焦慮時，手機電池就越來越大，快充功率也越來越高;那么當我們對手游畫質(zhì)要求更高時，最先想到的是什么?沒錯，就是GPU。

一般來說，大多數(shù)日常應(yīng)用其實不怎么需要用到圖形渲染能力，只要運算能力夠用，就能流暢運行。但涉及到游戲場景就不同了，比如各種吃雞游戲，其畫質(zhì)特點就是在開放性世界中呈現(xiàn)不同地形地貌、眾多建筑和載具，還有各種天氣動效和光影細節(jié)，而這些都需要龐大的運算作為支撐。

《原神》對手機圖形渲染能力要求極高

還有《原神》這款熱門手游，幾乎成了手機評測中“魔鬼測試”中的常駐嘉賓，其對GPU性能的挑戰(zhàn)幾乎達到了變態(tài)地步。但事實卻是，即便條件如此苛刻，一些搭載旗艦芯片的手機仍舊可以以30fps 1080P或者更高的幀率、分辨率來運行這款游戲，如果沒有一顆強大的GPU做后盾，是絕對達不到這種畫質(zhì)效果的。

今天我們很難評判究竟是手機GPU發(fā)展影響了手游，還是手游內(nèi)容變化倒逼著GPU不斷進步，但有一點是明確的，只有二者之間相互促進，才能不斷滿足用戶對高質(zhì)量游戲內(nèi)容的需求。而且可以預(yù)見的是，未來GPU承擔的任務(wù)還會更多，尤其是進入到AR、VR時代，以及越來越多高分辨率屏幕手機的涌現(xiàn)，GPU的地位只會越來越高。

02 新一代Adreno GPU

手機GPU地位的提升，離不來芯片廠商們對極致性能、能效、技術(shù)的不斷追求。而在近幾個月中，各大芯片廠商也都陸續(xù)發(fā)布了自己的年度旗艦芯片，從各個芯片的參數(shù)表現(xiàn)來看，GPU性能、能效又得到了顯著升級。這也能看出，將GPU提升到一個更重要的位置，早已成了各大廠商的共識。

目前，移動端GPU大概有Adreno、Mali、powerVR以及蘋果幾家，其中蘋果和高通Adreno都用了自研GPU架構(gòu)，相比于純粹的公版架構(gòu)，自研GPU架構(gòu)在性能上要超出不少，而且和CPU、ISP之間的協(xié)同會更高效。不過在市場中，蘋果的自研GPU只有iPhone在用，相對來說，高通Adreno要更具代表性一些，畢竟高通芯片幾乎占據(jù)了大部分的移動端市場份額，而在高端機方面，更是鮮有企及者。

本月初，高通在驍龍技術(shù)峰會上正式發(fā)布了全新一代驍龍8移動平臺，并搭載了新一代Adreno GPU，從官方公布的數(shù)據(jù)來看，借助完全重新設(shè)計的Adreno?GPU架構(gòu)，新一代Adreno GPU圖形渲染能力提升了30%，游戲時的能效提升25%。同時，高通面向Vulkan圖形驅(qū)動進行多項優(yōu)化，移動游戲性能提升高達60%。足見，新一代 Adreno GPU提升之大。

搭載驍龍8“工程機”GFXBench測試

從目前已經(jīng)曝光的跑分數(shù)據(jù)來看，在GFXBench測試中，驍龍8移動平臺的GPU性能相比上一代驍龍888有了更大進步，在曼哈頓離屏這樣的測試場景下，其成績甚至有接近甚至超過50%的幅度提升。

搭載驍龍8“工程機”安兔兔跑分

此外，根據(jù)安兔兔數(shù)據(jù)，新驍龍8的GPU跑分為45萬，與上一代相比提升了超40%。

這樣的成績表明驍龍8在處理3D渲染工作時，處理時速度更快、效率更高。此外，更強的GPU在處理重負載時不容易發(fā)熱，溫控表現(xiàn)更好，從而讓處理器長時間保持高性能輸出狀態(tài)。這意味著高通Adreno?GPU能夠為用戶帶來性能與能效方面的雙重提升，進而帶來更好的圖形質(zhì)量以及更高的渲染效率，呈現(xiàn)更好的游戲畫面以及視頻效果。

03 越來越強的Adreno GPU

毫無疑問，新一代Adreno?GPU有了非常強悍的提升，代表了當下移動端GPU性能的極致。而事實上，歷代Adreno?GPU都有差不多的表現(xiàn)，這也是為什么談及手機GPU發(fā)展，會繞不開Adreno的原因。

不過，早先高通GPU并不叫這個名字。在2009年，在高通完成對Imageon的收購后，才發(fā)展出全新的GPU品牌，也就是現(xiàn)在的Adreno。如今，Adreno GPU已經(jīng)發(fā)布了多代產(chǎn)品，在移動端有著極其廣泛的應(yīng)用，回顧其性能發(fā)展過程，幾乎完全可以用“暴漲”來形容。

Adreno 130是第一款A(yù)dreno圖形處理器，可以提供完整的3D圖形硬件支持，其浮點性能是1.2 GFlops;Adreno 220于2011年推出，相比之前的產(chǎn)品在性能上有數(shù)倍的提升，其浮點性能達到了17 GFlops;而到了2012年，Adreno 320(64 ALU)幾乎可以視為真正具有跨時代意義的產(chǎn)品，其浮點性能達到了60 GFlops，相較兩年前的Adreno 130，浮點提升了60倍之多，使得手機的圖形處理能力更加出色，足以支撐起一些更高質(zhì)量的圖形游戲。

2014年，驍龍810發(fā)布，搭載了Adreno 430，浮點性能在324~420 GFlops之間，而到了驍龍835上，Adreno 540的浮點性能甚至已經(jīng)達到約570 GFLOPS，幾年之間提升了將近500倍……

步入5G時代后，高通Adreno進入到6系時代，驍龍855處理器的GPU型號為Adreno 640，GPU相比上一代提升20%，整體能耗比業(yè)界領(lǐng)先，同時還有豐富的圖形技術(shù)特性。需要說明的是，Adreno 640是圖形性能大升級的一代，它的浮點值為730 Gflops，另外在游戲方面，Adreno 640有著更高的帶寬壓縮和著色處理能力，帶來了更復(fù)雜的色階、景深和色彩影射，并支持HDR渲染和顯示，可以說，Adreno 640將移動端游戲娛樂功能提升到了一個很高的水平。

2019年驍龍865發(fā)布，這款芯片搭載了Adreno 650 GPU，并且首次支持桌面級正向渲染，能讓游戲開發(fā)者引入桌面級的光源和后期處理，諸如多重動態(tài)光照、多重動態(tài)陰影、動態(tài)模糊等PC級畫質(zhì)調(diào)節(jié)也終于被帶到了手機之中，確保游戲畫面渲染更飽滿的同時，還降低了工作負載。

Adreno660

接下來就是驍龍888了，在新驍龍8之前，驍龍888搭載了Adreno歷史上最強GPU——Adreno 660，圖形渲染速度較前代平臺提升高達35%，并且延續(xù)了驍龍移動平臺一直以來的優(yōu)勢，為移動手機提供持續(xù)穩(wěn)定的高性能。這款GPU對于移動端游戲體驗的提升非常明顯，尤其還加入了驍龍Elite Gaming，更是將VRS可變分辨率渲染、GPU驅(qū)動更新、144fps高刷、10bit HDR等端游級體驗帶到手機端，帶來了更加逼真的游戲畫質(zhì)。

04 驍龍8帶來的創(chuàng)新移動游戲體驗

總體來說，高通Adreno基本遵循越來越強的發(fā)展趨勢，而且在性能持續(xù)提升的基礎(chǔ)上，還帶來了諸多端游級游戲特性。可以說，移動端游戲設(shè)備能發(fā)展到今天的地位，背后少不了高通Adreno的支持。而對于游戲玩家來說，這顯然是值得期待的。

值得一提的是，在新驍龍8上，Snapdragon?Elite?Gaming又有新的升級，并首次加入了Adreno圖像運動引擎。該引擎可以幫助游戲以雙倍幀率運行，卻保持近乎相同的功耗?；ㄒ粯拥墓墨@得雙倍順滑的游戲體驗，這是無數(shù)玩家所渴求的。

立體渲染

驍龍8還支持“立體渲染”技術(shù)，這是首次在移動端實現(xiàn)端游級立體渲染。該功能支持打造更加逼真的煙霧特效，可以模擬真實環(huán)境下煙霧飄散和流動的效果，在驍龍8設(shè)備上，玩家將獲得身臨其境的游戲體驗。

VRS Pro

除此之外，基于新一代Adreno GPU出色的性能，VRS可變分辨率渲染也升級為VRS Pro技術(shù)，利用該技術(shù)，不僅可以有效減少GPU工作負載，提升性能和優(yōu)化功耗，還不會降低實際游戲的畫質(zhì)效果。

總結(jié)：搭載驍龍8的移動終端將成為游戲玩家首選

基于全新一代Adreno GPU的強勁表現(xiàn)，相信驍龍8會是高通史上最強的旗艦芯片，同時也會有更多旗艦手機、游戲手機會優(yōu)先選擇搭載全新驍龍8處理器。

而對于游戲玩家來說，新一代Adreno GPU正在帶來更極致沉浸的游戲體驗，只要是搭載驍龍8移動平臺的旗艦手機，不僅都能以高幀率、高分辨率流暢駕馭各種大型游戲，玩家還可以享受到極致畫質(zhì)福利，而這些離我們并不遙遠，畢竟還有大批搭載驍龍8的新旗艦已經(jīng)在路上了，相信大家很快就能親自體驗了。