手机独立显卡真的有用吗,各档次的显卡

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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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