智能手机普及游戏 国内外巨头上演GPU芯片争霸

2月12日下午消息，随着近日国家解除游戏机禁令以及游戏向手机终端转移，国内外移动通信芯片厂商高通、NVIDIA、ARM、重邮信科都纷纷看好手机游戏芯片市场，开始GPU芯片的争霸战。

手机游戏芯片需求量大增

长期以来，游戏机在中国内陆被禁售，不少游戏玩家通过各种渠道买到游戏机的水货。随着上海自贸区的开放，游戏机禁令也随之解除。不过对于更多的普通游戏爱好者来说，智能手机上的游戏已经足够让他们沉醉其中，特别是不少专业游戏机的游戏已经被移植到智能手机中。而GPU作为专门的图像处理器，在手机游戏的表现上扮演着重要角色。

GPU是Graphic Processing Unit的缩写，最先来源于个人电脑，后随着手机对图像性能的要求不断提高，GPU也被引入智能手机中，用于各种图形图像画面的运算、处理和渲染。目前应用在手机和平板电脑方面的GPU主要由五家公司设计，分别是NVIDIA的Geforce系列、高通的Adreno系列、Imagination公司的POWERVR SGX系列、ARM的Mali系列和Vivante公司的Vivante GC系列，其中Geforce系列和Adreno系列都是与自家的处理器搭配。这五家公司凭借自己雄厚的设计实力，不断将PC上的先进图像处理技术补充进移动处理器的GPU中，推动终端娱乐化时代的到来。

几大国际芯片巨头纷纷登场

一年前，NVIDIA在 CES 2013 上正式发布了全新的 Tegra 4 处理器，这款产品具备72个定制GeForce GPU光栅化处理单元，其GPU处理性能是Tegra 3的六倍，可实现更加逼真的游戏体验和更高分辨率的屏幕显示效果。而在CES 2014开幕之际，NVIDIA就高调对外正式发布了搭载192个Kepler架构CUDA核心的Tegra K1，也就是以前预测的Tegra 5。Tegra 5在图形显示方面的性能非常强大，带来了并行计算、曲面细分、计算着色器、几何着色器等全套高级特性，全面支持DirectX 11和OpenGL 4.4，其应用范围除了智能手机和平板电脑之外，还包括4K电视、游戏机和汽车等设备，其图形运算性能有望与游戏主机一比高下。当然，使用GeForce GPU的处理器就只有NVIDIA自家的Tegra系列，而搭载该系列处理器的智能手机也非常多，像我们熟悉的中兴U930(T2)、HTC One XT(T3)和小米M3(T4)。

高通公司的GPU业务发展时间较短，Adreno品牌系列是高通在收购了AMD(3.69， -0.01， -0.27%)的一部分图形技术之后，发展而成的一个全新的GPU品牌，大部分都集成在高通自家的骁龙Snapdragon系列处理器中。但由于采用高通SoC的设备非常多，所以Adreno系列的市场占有率还是不错的。Adreno320作为Adreno 300 GPU系列中第一款产品，性能为Adreno 225GPU的三倍多，采用Adreno 320 GPU的处理器包括高通公司的骁龙S4 APQ8064和全新骁龙600系列。Adreno330GPU 的计算性能是Adreno320GPU的2倍多，开发人员可以通过创新的统一渲染架构(UnifiedShader Architecture)和Adreno图形开发工具获得高端3D图形质量以及高能物理、实时反射和折射等效果，类似这样的功能过去仅能在游戏机系统实现，Adreno 330GPU也被应用于骁龙800系列处理器。高通在2013年底推出的骁龙805搭载了Adreno 420，其频率为500MHz，像素填充率为4000MPix/s，其图形性能比Adreno 330提升40%。搭载高通处理器的智能手机就更多了，比如GALAXY SIII(MSM8960 Adreno 225)，HTC One(APQ8064 Adreno 320)和Lumia 1520(MSM8974 Adreno 330)。

提到Imagination公司的POWERVR SGX系列，就不能不提到大名鼎鼎的iPhone。苹果(535.92， -0.04， -0.01%)在每一代iPhone上使用的A系列CPU都采用了POWERVR SGX系列GPU，其原因一方面在于苹果本身就是Imagination公司的股东，另一方面POWERVR SGX系列GPU性能确实强大，能够很好的满足苹果一直以来崇尚的用户极致体验的理念。其PowerVR SGX544隶属于Imagination PowerVR Series5XT家族，也是该系列的第二名成员，基于第二代通用可扩展着色引擎(USSE2)，全面支持微软(37.47， 0.30， 0.79%)DirectX 9和多处理器能力，既可以配置为高性能4管线的单核心，也能够灵活地配置为双核心到16核心(8-64管线)。大名鼎鼎的第一款中低端四核SoC MT6589就采用了单核SGX544，而三星的第一款八核芯片Exynos5410更采用了四核SGX544，足见其在GPU领域的地位。iPhone5S上使用的POWERVR SGX6系列G6430计算性能最高可达1TFLOPS，以此计算其理论性能几乎相当于HD 7750级别的显卡，在竞争对手的比拼中也比较抢眼。

ARM公司的ARM CPU在移动通信领域天下无敌，其Mali系列GPU在业内的地位也与日俱增。特别是随着其被三星处理器采用以及三星手机的强势崛起，Mali系列GPU就迎来了一个发展高潮，尤其是受到了三星GALAXY系列高端产品的青睐，包括采用T604的Exynos 5250和采用T658的Exynos 5450，甚至很多游戏应用厂商专门针对其产品进行优化。其Mali400是中低端系列明星产品，是世界上第一个符合OpenGL ES 2.0 标准的多核GPU。三星的顶级四核芯片Exynos4412就采用了四核Mali400，而目前主流的四核智能手机芯片，包括联芯LC1813(双核Mali400)，重邮信科赤兔6310(四核Mali400)和高通MSM8112(双核Mali400)也都采用了这一系列，展讯在采用双核Mali400的第一代TSHARK市场表现不佳之时，不久也将推出四核Mali400的TSHARK版本。而海思也放弃Vivante系列GPU，而转投Mali系列阵营，其LTE SoC方案Balong910就采用了四核Mali450。

Vivante是一家研发图形芯片技术的公司名称，总部位于加州森尼韦尔，目前该系列GPU在市场上非常少见，而在首款国产处理器华为海思K3V2上的搭载，也使得该系列图形芯片受到很多关注。华为海思K3V2采用的是高阶版的GC 4000，不过目前海思已经转投Mali阵营了。而主流芯片厂商只有Marvell一家由于与Vivante的“亲戚”关系，在坚持使用该系列GPU，其最新的四核SOC PXA1088就使用了低端系列GC1000。

各家芯片厂商在CPU上的比拼让消费者眼花缭乱，不过众所周知，对于移动处理器GPU的评判除了其本身浮点预算、三角形填充率和像素填充率等硬性指标以外，更重要的产业链针对其架构对软件和游戏进行的各种优化。同样的架构，优化程度不一样，呈现的效果也会差别非常大。所以钟爱游戏的消费者在选择终端时，可以留意一下终端使用的GPU是否为主流，因为游戏厂商会针对流行的GPU做更多的优化，从而大大提升用户的游戏体验。