三星GPU為何比海思聯(lián)發(fā)科更吃香？實(shí)力牛掰？

我們經(jīng)?？吹揭恍┚W(wǎng)友提問，其中就有問到“同樣是T880，MP4和MP12有什么區(qū)別”，以及“為什么三星處理器的GPU就比海思和聯(lián)發(fā)科更受待見”。這兩個(gè)問題其實(shí)是共通的，本文中筆者就來詳細(xì)解讀一下相關(guān)的概念。

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GPU是什么?

事實(shí)上在筆者寫過的科普文里面已經(jīng)不是第一次提及GPU的基本概念了，這里為了內(nèi)容的完整性就先簡(jiǎn)單重復(fù)一下。GPU即圖形處理器(Graphics Processing Unit)，就是顯卡的核心處理單元，本質(zhì)上是強(qiáng)調(diào)高性能高強(qiáng)度大規(guī)模多線程浮點(diǎn)運(yùn)算的處理器單元。

具體來說，GPU就是基于硬件加速思想，專門為圖形加速任務(wù)和類似原理的用途所構(gòu)建的專用處理器，和作為通用處理平臺(tái)的CPU有著本質(zhì)的不同，無(wú)論是基本構(gòu)造還是運(yùn)行方式。其中比較重要的一點(diǎn)在于我們知道CPU的規(guī)模翻倍，也就是核心數(shù)翻倍并不一定會(huì)大幅提高性能，尤其是對(duì)于受強(qiáng)調(diào)的單線程毫無(wú)貢獻(xiàn)，但GPU相反，以用戶視角而言，同頻同架構(gòu)，規(guī)模翻倍就可以認(rèn)為是性能翻倍。

MP、ALU與核心數(shù)的區(qū)別：

接下來我們就說說大家關(guān)心的核心數(shù)的問題。對(duì)于核心數(shù)我們更熟悉的還是CPU那邊的定義，一個(gè)核心對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯線程，而對(duì)于手機(jī)在內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)而言，因?yàn)槎蓟贏RM指令集，即便是有不少的自主架構(gòu)，同期同檔次的產(chǎn)品也是可以同臺(tái)競(jìng)技，因?yàn)楦髯缘暮诵闹g并不會(huì)有太離譜的差異。

然而GPU則不同，因?yàn)楦骷覐S商都擁有獨(dú)立迭代的圖形技術(shù)體系，這就意味著即便核心二字十分生動(dòng)形象，其實(shí)也不能用從CPU那邊借來的“核心數(shù)”概念來直接衡量，因?yàn)閺S商完全可以自己定義核心，這樣同代同檔產(chǎn)品的核心數(shù)很可能就會(huì)有幾個(gè)數(shù)量級(jí)的區(qū)別，完全失去了橫行比較的意義。

目前為止，我們最常見的核心數(shù)所對(duì)應(yīng)的概念是MP，出現(xiàn)在ARM Mali系列的GPU上，三星、海思、聯(lián)發(fā)科等SOC廠商都是它的客戶。具體而言，MP指的是“可獨(dú)立運(yùn)行和銷售的基本規(guī)模”(實(shí)際是按照shader core的數(shù)量)，對(duì)應(yīng)的是ARM對(duì)外授權(quán)的銷售需要，即依照GPU吃規(guī)模的特點(diǎn)，通過對(duì)shader核心進(jìn)行有限數(shù)量的重復(fù)疊加，來滿足客戶們不同檔次的需求，同時(shí)節(jié)省自家的研發(fā)和宣傳成本。這樣在同樣核心的基礎(chǔ)上，比如都是T880，粗略估算，T880MP4就是基本型T880MP1的4倍性能，而T880MP12則是12倍。

特別需要注意的是，由于Mali近些年的產(chǎn)品型號(hào)都以0結(jié)尾，這樣也有另一種后面不接MP的簡(jiǎn)寫，即T880MP4寫作T884，T880MP12寫作T8812。然而在某些地方比如一些OTT盒子的店家宣傳上，這種寫法被錯(cuò)誤使用于虛假宣傳，比如寫成T884MP4實(shí)際4核但對(duì)外號(hào)稱16核，這種則需要各位冷靜辨明。

此外，在Mali 400和450系列上，由于彼時(shí)是頂點(diǎn)和像素處理器分開而非現(xiàn)行的shader core統(tǒng)一渲染，一般只計(jì)算像素處理器的數(shù)量，或者將頂點(diǎn)和像素處理器分開計(jì)算。

而在另外一家大廠，即Imagination的PowerVR系列上也有類似的計(jì)算方式，但除了5XT系列，都是將核心數(shù)融入產(chǎn)品型號(hào)的第二位數(shù)，即PowerVR 6230、GT7600等即分別是雙核心和6核心。

至于高通則是另一種做法，由于它的Adreno系列GPU只供給自家的驍龍SOC，完全的自產(chǎn)自銷就沒有像前面兩位那樣按照基礎(chǔ)規(guī)模分級(jí)的必要，故而高通一直不宣傳核心數(shù)，外界只知道型號(hào)，給人一種只靠單核打天下的印象。當(dāng)然了解GPU基本構(gòu)造的人當(dāng)然知道Adreno肯定是多核規(guī)模，只是計(jì)算起來僅能通過數(shù)ALU即算術(shù)邏輯單元的方式進(jìn)行，比如目前當(dāng)紅的Adreno530就是256ALU。

那有沒有直接計(jì)算ALU還宣傳出來的廠商呢?當(dāng)然有，就是以桌面GPU出名的廠商N(yùn)VIDIA，自家Tegra4的72核和TegraK1的192核宣傳都是直接以ALU(CUDA)計(jì)數(shù)，看起來很嚇人。當(dāng)然必須強(qiáng)調(diào)的是，其實(shí)別家定義的一個(gè)核心內(nèi)也會(huì)包含一定數(shù)量的ALU，直接比較數(shù)量根本無(wú)法對(duì)應(yīng)GPU實(shí)際規(guī)模上的不同，自然也毫無(wú)意義。事實(shí)上橫向判斷性能高低最好還是通過圖形跑分。

規(guī)模、頻率和能耗比：

無(wú)論是核心數(shù)還是ALU，最終指向的還是GPU的規(guī)模。那么除此之外還有什么會(huì)影響GPU的性能呢?當(dāng)然還有頻率，這里任何類型的處理器定義都一樣，是指驅(qū)動(dòng)處理器運(yùn)行的時(shí)鐘脈沖信號(hào)在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的數(shù)量，通常一次脈沖對(duì)應(yīng)一次完整的核心計(jì)算，因此也可以視為處理器的性能跟隨頻率線性增減。

舉個(gè)例子，海思麒麟950的GPU是T880MP4@900MHz，而換算到滿血Exynos 8890的MP12規(guī)模，對(duì)等性能大約需要300MHz，即在一定范圍內(nèi)，少核高頻可以做到和多核低頻一樣的性能，畢竟8890實(shí)際在650MHz，是K950的兩倍有余。然而高頻會(huì)帶來一個(gè)問題，即能耗比的降低，隨著頻率的提升，功耗的增加要比性能快得多，而同樣的性能下，少核高頻的耗能也要明顯高于多核低頻。

為什么海思和聯(lián)發(fā)科不受待見?

這就可以解答為什么三星處理器的聲望要高于海思和聯(lián)發(fā)科，正是因?yàn)樵谄炫炂脚_(tái)上，三星是秉承和高通一樣的大規(guī)模低頻率的策略，而海思和聯(lián)發(fā)科則相反。少核高頻帶來了更大的功耗和發(fā)熱，好處則是節(jié)省成本，畢竟只需要改時(shí)鐘不需要花錢買額外的晶體管，顯然這說明海思和聯(lián)發(fā)科過于摳門，不如三星堆料良心。

此外無(wú)節(jié)制的高頻還是一種惡性循環(huán)，因?yàn)閹淼念~外功耗造成發(fā)熱，會(huì)使機(jī)體更早觸碰到溫控限制而導(dǎo)致降頻，使處理器的性能下降，所以頻率不是隨意提升的，要看制程工藝具體的可承受情況而定。華為海思麒麟960和聯(lián)發(fā)科Helio X20系列的GPU性能被人詬病的緣由就是如此。

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