如果此前就有关注我们三易生活的相关内容,你可能已经注意到,我们通常会在一些专有名词的使用上比较谨慎。
比如说在提及智能手机的芯片方案时,我们几乎不会说 " 处理器 " 这个词,而是会用 "XX SoC" 或 "XX 移动平台 "。这是因为在移动芯片行业," 处理器 " 很多时候都是专指 " 应用处理器 ",也就是不集成基带、仅有计算模组的芯片方案(其中典型的就有 APQ8084,也就是骁龙 805)。因此如果用它来指代一切智能手机的芯片方案,就难免会造成歧义。
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又比如说在谈到智能手机的图形性能时,我们也不会用 " 显卡 " 来指代 GPU。虽然 " 显卡 " 的确是大家可能更熟悉的一个概念,但一方面,现如今手机里的 GPU 都是直接集成在 SoC 内部,它们既不是 " 卡 "、甚至也不是独立的芯片。
另一方面,与电脑上的 " 独显 "、" 核显 " 相比,手机上的 GPU 本身普遍仅具备 3D 渲染(和异构 AI 计算)能力,至于视频解码、2D 画面输出这些功能,则是集成在了 SoC 的其他模块(DPU、VPU)中,并不在 GPU 里。
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因此目前手机中的 GPU 与其说像现代的全功能 " 显卡 ",不如说更接近上世纪 8、90 年代 "3D 加速卡(3D accelerator)" 的产品概念,因此就更不能被称为 " 显卡(Vedio Card)" 了。
那么问题就来了,在手机这漫长的发展历程中,是否出现过真正意义上可以被称为 " 显卡 " 的产品呢?其实还真有过,而且这些产品对如今的智能手机设计也确实产生了着深远的影响。今天我们三易生活就来带领大家回顾几款,曾经在手机行业中出现的 " 真 · 独立显卡 "~
Intel 2700G:蓝色巨人的 " 移动独显 " 早已有之
首先登场的,是 2004 年英特尔发布的 2700G 系列。那个时候 Android 和 iOS 都还没有出现,但当时的一些 " 大屏智能手机(主要是 Windows Mobile 设备)" 上,已经出现了早期的 3D 游戏,同时部分消费者也有了 " 在手机上看视频 " 的需求。
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面对这样的情况,英特尔一方面在他们当时最新的 PXA270 应用处理器里,集成了旨在增强多媒体性能的 " 移动 MMX" 指令集,大幅提升了处理 3D 游戏、视频解码时的并行性能。另一方面,他们还基于 PoverVR MBX Lite GPU 进行修改,推出了能与 PXA270 选配使用的 " 独立显示芯片 " —— 2700G 系列。
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使用 PXA 处理器 +2700G 显卡的掌上电脑 " 机皇 "Dell X51V
与现在手机中的 GPU 不同,2700G 系列具备完整的 2D 显示、3D 渲染和视频解码功能,理论上甚至可以让 2004 年的智能手机流畅地播放 DVD 清晰度的视频。而这在当时,显然已经是很了不起的性能了。
顺带一提,我们所说的 "2700G 系列 " 包含了三款衍生型号,分别是入门款的 2700G3、中端的 2700G5,以及旗舰型的 2700G7。尽管这三种型号的主频相同,但 " 显存 " 差异很大(分别为 384KB、704KB 和 704KB+16MB)。没错,11 代酷睿上用以区别图形性能高低的 "G3、G5、G7" 后缀,指不定就是对曾经这段历史的致敬。
ATi Imageon:它成就了高通 Adreno 的辉煌
讲完了英特尔,接下来自然就是 AMD 了。只不过老玩家想必都知道,以前 AMD 是不涉足图形硬件的,他们的 GPU 技术全都来自于 ATi(冶天科技)的并购。当然,用于手机的 " 独显 " 也不例外。
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ATi 的 " 手机独显 " 说起来,比英特尔的同类产品诞生的还要更早一些,早在 2002 年就已面世。而且与英特尔仅仅只为自家手机 CPU 服务的策略不同,ATi 的 "Imageon" 手机显卡能够广泛搭配当时的各种手机处理器和操作系统。事实上,它甚至可以用于非智能手机平台,也就是可以为 Java 游戏提供 3D 加速渲染。
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LG 基于 ATi 显卡推出的早期游戏手机
不仅如此,ATi Imageon 显卡的功能也更为丰富,除了 2D 显示、3D 渲染、视频解码外,还集成了音频解码和摄像头处理单元。从现在的角度来看,也就是将音频 DSP 与影像 ISP 都做进了显卡里。正因如此,当年索尼爱立信就曾在他们的经典拍照手机 K790 中,使用过 ATi Imageon 显卡来驱动相机和图形功能。当时很多人都说索爱的功能机 JAVA 性能特别强,如今看来多少可能就与这一 " 独显芯片 " 有关。
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索尼爱立信 K790 的 CMOS 与其 "ATi 独显芯片 "
更有意思的是,在 AMD 收购 ATi 后,Imageon 产品线先是被收归于 AMD 旗下,并以 "AMD Z340" 的名义推出过一款新品。此后,"AMD Z340" 被授权给了当时的高通,成为了高通 Adreno 200。又过了不久,整个 Imageon 产品线就被兜兜转转直接 " 转手 " 给了高通,就此成为了如今 Adreno GPU 序列的重要基础(在这之前高通方面其实也有自己的 GPU 相关技术)之一。
NVIDIA GoForce:超前的设计,更超前的产品规划
相比于较为冷门的英特尔和 AMD 这类产品,NVIDIA 在手机芯片领域的 " 知名度 " 显然要高得多。但如果真要说到 NVIDIA 在手机上的 " 独显 " 产品,可能许多朋友并不了解。毕竟它并不隶属于后来大名鼎鼎的 Tegra 序列,而是一个名为 "GoForce" 的产品线。请注意,我们并没有打错字,是 GoForce、而不是 PC 上的 GeForce。
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为什么 NVIDIA 要在命名上将 " 手机独显 " 与其他的显卡芯片进行区分呢?这背后其实是有个很重要的原因。因为 "GoForce" 最初的架构并非 NVIDIA 自研,而是源自他们收购的一家名为 "MediaQ" 的公司。而且从底层架构来看,GoForce 的基本思路与当时的主流 PC 显卡确实很不一样,它非常超前,能效比几乎达到了同世代 PC GPU 的十几倍之多。
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然而过于超前的图形架构也带来了一个十分严重的问题,那就是 GoForce 独显的驱动适配变成了一件难于登天的事情。就拿曾经适配过 GoForce 5500 独显的 O2 Xda Vista 为例,这款机型直到今天,其显卡驱动也仅能用于部分视频的硬解码加速,并无法发挥理论上极为强大的 3D 渲染效能。
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微软 ZUNE HD 播放器使用的就是早期 Tegra SoC,此时 NVIDIA 已经不做 " 手机独显 " 了
更为重要的是,比起超前的图形架构,NVIDIA 对当时移动领域芯片需求的判断还更为敏锐一些。以至于他们实际上只推出了两代 "GoForce" 独显产品,就将移动芯片的设计方向从 " 显卡 " 转向了集成 CPU、GPU、ISP、DSP,甚至内存的完整 SoC。
要知道,此时距离大家熟悉的 "Tegra 2" 问世,至少还有三个世代(GoForce 6100、Tegra650、Tegra APX 系列都是并未取得成功的 SoC 设计)。从这一点来看,NVIDIA 对于移动芯片市场的趋势判断,确实是太超前了些。
" 手机独显 " 并不成熟,但它代表了当时的那个时代
总的来说,早期 " 手机独显 " 出现的原因,一方面是因为当时有 " 在手机上打游戏、看视频 " 需求的用户还属少数,厂商没必要给所有的手机都配备 3D 加速和视频硬解码能力。另一方面,这也是由于当时的半导体制程制约所致。虽然大家都明白,单论处理多媒体计算的效率 GPU 要远高于 CPU,但问题在于多加一颗 GPU 芯片,本身就会带来额外的功耗压力。
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当然,反过来说,一旦半导体制程得到改善,同时多媒体应用成为手机的主流需求后," 在手机上搭载显卡(GPU)硬件 " 也就很快变成了一种刚需。也正是由于这种用户需求的推动,反而使得早期作为 " 手机可选组件 " 的独显芯片日渐式微,而如今大家所熟悉的、集成化的 GPU、DPU、VPU、DSP 和 ISP 单元,则成为了当下 SoC 的 " 必选项 "。
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