【图文】第6章
显示卡_百度文库
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GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是显示卡的“大脑”，它决定了该显卡的档次和大部分性能，在手机主板上，芯片一般都是紧挨着CPU芯片的。
手机GPU简介
GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。我们通常就叫它显卡，GPU是显示卡的“大脑”，它决定了该显卡的档次和大部分性能，对于传统PC上来说，同时也是2D显示卡和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖的处理能力，称为“软加速”。3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也即所谓的“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大的芯片（也是引脚最多的）。现在市场上的显卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI两家公司的。GPU，是一块高度集成的芯片，其中包含了图形处理所必须的所有元件，GPU和CPU之间通过RAM内存进行数据交换。在手机主板上，GPU芯片一般都是紧挨着CPU芯片的。
手机GPU应用
目前智能手机屏幕越来越大，系统越来越华丽，游戏特效越来越眩目，传统手机纯CPU处理的方式已经完全不能满足现今智能手机发展的需要了。
以前的智能机，其实都是不带显示核心的，所有的软件、游戏都是由CPU进行处理，呈现在屏幕上。但是CPU的图形处理能力很低很低，这也导致了传统的智能手机玩稍微大一点的游戏往往力不从心，大型3D游戏更是成为了奢望。随着近几年智能机的高速发展，3D加速芯片的引入为智能机的娱乐性注入了强大的生命力。有了3D加速芯片，我们可以流畅地运行各种3D游戏和3D应用程序，体验到前所未有的感觉。
??早期的3D加速芯片功能比较单一，性能也比较低，仅仅只为3D程序提供一定的辅助处理作用。而随着科技的发展，现在的3D加速芯片早已演化成真正意义上的GPU（Graphic Processing Unit，图形处理器），已经不只是传统的。GPU不仅仅是负责必要的3D处理，准确地说，它将所有图形显示功能从CPU那里都接管了过来，并且还提供了视频播放、视频录制和照相时的辅助处理，使得CPU被大大解放，可以专心地处理纯指令，而不再需要去负责繁重的图形处理任务了。系统的3D性能得到极大的提升。所以，手机GPU的诞生，是移动市场的一次大革命。
手机GPU数据指标
手机GPUGPU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。
手机GPUGPU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。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。
手机GPU性能对比
对经上市的多款高端Android智能手机的游戏能力进行排名，其中三星的Galaxy S系列手机以1GHz蜂鸟CPU（S5PC110）配合PowerVR SGX540图形处理芯片拔得头筹，现在摩托罗拉的Droid X也加入到了顶级智能手机行列[1]
Droid 2和Droid X使用的是1GHz德州仪器OMAP3630处理器，基于核心进行制造，并拥PowerVR SGX530图形处理器，虽然与使用了相同的图形芯片，但是因为处理器频率的提升，以及RAM容量从256MB加强至512MB，其图形性能测试得分也有大幅度提高。
Galaxy S系列手机与Droid X（Droid 2）的主要差别在于其内置的图形处理器，PowerVR SGX540芯片相比SGX530提升了两倍以上的性能，而主频均为1GHz的两款处理器的具体差别目前还不清楚。今天我们就来看一下Droid X这个新队员能在Android手机第一梯队中排名第几。
参与本次测试共有7款手机，其中三星Galaxy S家族由AT&T定制的Captivate作为代表，三星为推广Galaxy S系列手机与不同运营商合作推出了多个，但是其基本硬件配置都是一样的。
- myTouch 3G Slide（HVGA）: 600MHz 高通MSM7227 - Adreno GPU
- 摩托罗拉Droid: 550MHz 德州仪器OMAP3430 - PowerVR SGX 530
- Nexus One (): 1GHz Snapdragon - Adreno GPU
- HTC EVO 4G: 1GHz Snapdragon - Adreno GPU
- HTC Droid Incredible: 1GHz Snapdragon - Adreno GPU
- 三星Galaxy S（Captivate）: 1GHz S5PC110蜂鸟- PowerVR SGX 540
- （Droid 2）：1GHz德州仪器OMAP3630 - PowerVR SGX 530
首先进行的Neocore测试，三星Captivate的得分为55.8fps，比Droid X高出了30%，同样在Nenamark和GLBenchmark Pro项目中，三星Captivate也取得了第一，但是GLBenchmark HD项目中这款手机落败于Droid X和myTouch 3G Slide，myTouch 3G Slide是因为其屏幕分辨率较低而沾光，但是Droid X的领先目前还无法解释。
接下来采用目前尚未公布的GLBenchmark 2.0新版套件进行测试，这种新的GPU基准测试基于OpenGL ES 2.0技术，对设备的能力有很大的考验，新加入了全屏反锯齿FSAA测试。
在这几项测试中三星Captivate完胜其他机型，分值相比其他使用PowerVR SGX530和Adreno GPU的机型提高了2至3倍，在GLBenchmark PRO FSAA项目中，该机还超越了Nexus One将近6倍。
整体来看，三星的Galaxy S系列手机提供了强劲的图形处理能力，结合超级和6轴陀螺仪，有望成为近期最好的便携式游戏智能手机。这一情况将会持续一段时间，直到高通、德州仪器甚至Nvidia、Intel推出新的更强智能手机芯片组。
手机GPU供应商
目前，市面上主流的移动GPU由三家公司生产。英国Imagination公司的SGX系列，的Adreno系列，以及著名显卡芯片商美国NVIDIA公司的移动GeForce系列。
其中SGX系列GPU是目前智能手机中应用最广泛的GPU，高到三星i9000、iPhone 4，低到里程碑1，还有诺基亚新发布的MeeGo手机N9，统统用的是SGX芯片。而利用Adreno产品的手机相对少一些。使用最少的是NVIDIA的GPU芯片。下面分别简单介绍一下这三家公司目前主流的产品。
首先当然是大名鼎鼎的Imagination公司，目前旗下共有SGX 510/520/530/535/540五款产品。其中SGX 510和520去向不明，无法得知它们究竟被应用在哪里，对它们的参数也是一无所知。所以就从SGX 530说起。
SGX 530是Imagination公司主打中低端手机的产品，性能适中同时价格低廉，广泛应用在诸如：里程碑1、里程碑2、诺基亚N9、MOTO ME811等等手机上。SGX 530具备每秒输出1400万个多边形和提供每秒4.8亿像素（有说是2亿像素）的渲染能力。
那么这个水平到底怎么样呢？可以提供一个数据作为参考。是早期智能机中提供3D加速的产品之一。其CPU中自带的3D加速器多边形输出能力为每秒200万个。也就是说SGX 530的3D性能平均是N95的7倍以上。这个水平即便在今天这样游戏天花乱坠的时代，仍然是基本够用的。可以说，对于一般的3D游戏，甚至稍微大型一点的3D游戏，只要画面不是过于华丽，530都是可以轻松应付的！那么N9中配备530显卡的目的，就请各位自行琢磨吧。
SGX 535是530的升级版，代表产品则是著名的iPhone 4和iPad。535相对530来说性能提升是可观的，535具备每秒2400万多边形输出和4.8亿像素渲染的能力。这个能力相对530提升是相当大的，多边形输出能力几乎翻了一倍，不得不怀疑Imagination是不是刻意限制530的性能以达到明确划分其产品线的目的。目前535才是手机中的主流配置。SGX 535运行目前的游戏基本不在话下。
??最后则是目前最高端的SGX 540，代表作是三星i9000和魅族M9。SGX 540具备每秒2800万多边形输出和4.8亿像素渲染的能力。（和530差距是不是有点大了……）也是目前比较高端的显卡，主要用在高端智能机中，游戏性能十分强劲。
接下来则是高通的Adreno系列产品，目前共有Adreno 200/205/220三款。除了220之外，其他两款在目前智能机中都有比较广泛的应用。Adreno系列GPU历来以多边形输出能力强悍著称。
200是高通主打低端的产品，具备2800万多边形和1.33亿像素的处理能力。可以看得出两家公司明显不同的发展策略：Imagination公司更注重发展GPU的像素渲染能力，而则是看重了多边形输出能力。目前200代表产品有HTC HD2、HTC Desire、、联想乐Phone等。
205则是中端型号，具备4500万多边形和2.45亿像素的处理能力。代表产品有HTC Desire Z、HTC Desire HD、东芝TG 01等。
220是最新推出的产品，也是Adreno系列目前最为高端的芯片，号称可以打败大名鼎鼎的高端显卡SGX 540。其8800万多边形和5.32亿像素的能力着实让人吃惊。其中5.32亿像素渲染和540的4.8亿基本处在一个水平，但8800万多边形和540的2800万多边形则差距实在太大了。游戏性能根据分析肯定会比540高出很多。目前220尚未有任何一款已上市的产品采用，所以评测方面也无从知晓了。
现款索尼LT26i使用该型号GPU。效果着实惊艳！
最后，是今天的显卡性能冠军：NVIDIA携它的力作GeForce ULP登场。其9000万多边形和12亿像素的恐怖处理能力，铸就了目前手机GPU业界性能的绝对第一。根据多项评测，在主流甚至大型3D游戏上，GeForce ULP可以狠狠将SGX 540踩在脚下，性能差距之大完全能够用“秒杀”来形容。Adreno 220没有评测，差距不得而知，不过成为ULP的刀下鬼是没有任何悬念的。
GeForce ULP芯片整合于NVIDIA自家推出的Tegra 2双核处理器中，目前的代表作则是摩托ME860（国行，美版则叫Atrix 4G，韩版叫MB860，实际上都是一个机型）和LG Optimus 2X两款堪称神器的手机。根据网上的评测和说法推测，这两款手机完全有潜力和即将出世的iPhone 5一决高下。所以喜欢高配的玩机族们，不妨考虑这两款采用NVIDIA处理器，图形性能毋庸置疑的力作。
最后的最后，再介绍几款比较“非主流”的GPU产品。
其中之一则是在N8、C7等塞班3手机中采用的博通BCM2727，具备3200万多边形和1.44亿像素的处理能力，性能中规中矩，没有太多亮点。另外还有一款BCM2764，对它的规格和代表产品暂时不明确。
而另一个，则是今天非主流中的主角：三星i9100中采用的Mali-400MP。
这是一款GPU行业绝对的非主流：非主流的渲染方式、非主流的图形格式支持，以及非主流的外围支持。这三大非主流，使得i9100刚上市便成为了跑分玩具。Mali-400MP核心具备3000万多边形和2.75亿像素的处理能力，为什么我要说i9100是跑分玩具呢？因为它是四个Mali-400MP组成的联合GPU，理论性能达到了1.2亿多边形和11亿像素每秒的能力，这样的性能使得装配Tegra 2的摩托ME860在它面前都甘拜下风。
但是三星的工程师们采用了与目前主流的图形制式极端不兼容的Mali-400MP作为i9100的图形核心，这一狠招直接将i9100旗舰的地位贬得一文不值。因为从实际来看，i9100玩各种游戏，出现贴图错误和游戏图形不兼容而导致游戏无法运行的问题也是屡屡出现。理论跑分上，i9100可以傲视当前一切产品，但是实际应用上，Tegra 2才是目前的王者。
GPU的性能其实再强，还是要有游戏和软件的利用才能发挥得淋漓尽致。如果拿Tegra 2处理器玩扫雷的话，和国产机估计也没有太多的区别。所以还是一句话：手机好不好，关键看实用，实用才是最好。杜绝铺张浪费。也希望大家在今后选购手机时，能多留心一下GPU信息，因为一款好的手机，不单是CPU强劲就可以的，GPU强劲，才能保证手机性能的全面提升.。
．驱动之家[引用日期]
