在手机游戏里逼真的“烟雾流动效果”背后竟有这么多秘密

　　处理器是手机中最重要的部件，是绝对的核心。一台旗舰手机可以跑分几十万、上百万，处理器在其中起到了主导性作用。

　　处理器有着十分复杂的结构，一颗常见的5G SoC可能集成了CPU、GPU、DSP、ISP、5G基带、射频系统以及其他一些关键芯片，智能手机之所以能够实现多种多样的功能，全靠这些运算单元之间的协同配合。但大多数用户对于处理器的了解也仅仅只是停留于名字，很少有人去深究这些细节。

　　当然，处理器并不是我们这篇文章谈论的主题，而我们今天要说的则是手机中最强大运算单元之一，同样也是组成手机SoC必不可少部分，它就是GPU。

　　01 手机GPU地位的变化

　　谈及“GPU”，相信很多人首先想到的还是PC上的显卡，手机GPU因为没有经过PCB板的单独封装，就是一枚独立芯片，因此和PC显卡还是有区别的。但说到底大家都是“图形处理器”，主要的职责也是进行图形渲染，所以我们说是“手机显卡”似乎也说得过去。

　　PC显卡

　　稍微了解点的朋友可能知道，PC端有独立封装的显卡，也有集成在CPU或者主板中的集成显卡、核心显卡，PC端显卡发展大致遵循了从集成到独立这样一个过程，其实也就是GPU在PC中作用不断加重的一个体现。

　　实际上，手机GPU发展也有类似的一个过程，早期手机的上的图形计算任务其实主要是由CPU负责的，后来才独立发展出专门进行3D渲染的GPU。尤其近些年，手机GPU的地位也在发生变化，在各大跑分排行榜中，有关GPU的跑分数据始终占据着最显眼的位置，从“无”到“有”再到“榜上有名”，可已看出手机GPU正在变得越来越重要。

　　安兔兔11月手机性能榜单(图源安兔兔)

　　为什么会有这样的变化，显然还是与用户需求有关。试试回想一下智能手机的发展之路，这种现象其实很普遍，当我们觉得手机拍照不清晰时，手机像素开始突破上千万像素，上亿像素;当我们为续航为焦虑时，手机电池就越来越大，快充功率也越来越高;那么当我们对手游画质要求更高时，最先想到的是什么?没错，就是GPU。

　　一般来说，大多数日常应用其实不怎么需要用到图形渲染能力，只要运算能力够用，就能流畅运行。但涉及到游戏场景就不同了，比如各种吃鸡游戏，其画质特点就是在开放性世界中呈现不同地形地貌、众多建筑和载具，还有各种天气动效和光影细节，而这些都需要庞大的运算作为支撑。

　　《原神》对手机图形渲染能力要求极高

　　还有《原神》这款热门手游，几乎成了手机评测中“魔鬼测试”中的常驻嘉宾，其对GPU性能的挑战几乎达到了变态地步。但事实却是，即便条件如此苛刻，一些搭载旗舰芯片的手机仍旧可以以30fps 1080P或者更高的帧率、分辨率来运行这款游戏，如果没有一颗强大的GPU做后盾，是绝对达不到这种画质效果的。

　　今天我们很难评判究竟是手机GPU发展影响了手游，还是手游内容变化倒逼着GPU不断进步，但有一点是明确的，只有二者之间相互促进，才能不断满足用户对高质量游戏内容的需求。而且可以预见的是，未来GPU承担的任务还会更多，尤其是进入到AR、VR时代，以及越来越多高分辨率屏幕手机的涌现，GPU的地位只会越来越高。

　　02 新一代Adreno GPU

　　手机GPU地位的提升，离不来芯片厂商们对极致性能、能效、技术的不断追求。而在近几个月中，各大芯片厂商也都陆续发布了自己的年度旗舰芯片，从各个芯片的参数表现来看，GPU性能、能效又得到了显著升级。这也能看出，将GPU提升到一个更重要的位置，早已成了各大厂商的共识。

　　目前，移动端GPU大概有Adreno、Mali、powerVR以及苹果几家，其中苹果和高通Adreno都用了自研GPU架构，相比于纯粹的公版架构，自研GPU架构在性能上要超出不少，而且和CPU、ISP之间的协同会更高效。不过在市场中，苹果的自研GPU只有iPhone在用，相对来说，高通Adreno要更具代表性一些，毕竟高通芯片几乎占据了大部分的移动端市场份额，而在高端机方面，更是鲜有企及者。

　　本月初，高通在骁龙技术峰会上正式发布了全新一代骁龙8移动平台，并搭载了新一代Adreno GPU，从官方公布的数据来看，借助完全重新设计的Adreno GPU架构，新一代Adreno GPU图形渲染能力提升了30%，游戏时的能效提升25%。同时，高通面向Vulkan图形驱动进行多项优化，移动游戏性能提升高达60%。足见，新一代 Adreno GPU提升之大。

　　搭载骁龙8“工程机”GFXBench测试

　　从目前已经曝光的跑分数据来看，在GFXBench测试中，骁龙8移动平台的GPU性能相比上一代骁龙888有了更大进步，在曼哈顿离屏这样的测试场景下，其成绩甚至有接近甚至超过50%的幅度提升。

　　搭载骁龙8“工程机”安兔兔跑分

　　此外，根据安兔兔数据，新骁龙8的GPU跑分为45万，与上一代相比提升了超40%。

　　这样的成绩表明骁龙8在处理3D渲染工作时，处理时速度更快、效率更高。此外，更强的GPU在处理重负载时不容易发热，温控表现更好，从而让处理器长时间保持高性能输出状态。这意味着高通Adreno GPU能够为用户带来性能与能效方面的双重提升，进而带来更好的图形质量以及更高的渲染效率，呈现更好的游戏画面以及视频效果。

　　03 越来越强的Adreno GPU

　　毫无疑问，新一代Adreno GPU有了非常强悍的提升，代表了当下移动端GPU性能的极致。而事实上，历代Adreno GPU都有差不多的表现，这也是为什么谈及手机GPU发展，会绕不开Adreno的原因。

　　不过，早先高通GPU并不叫这个名字。在2009年，在高通完成对Imageon的收购后，才发展出全新的GPU品牌，也就是现在的Adreno。如今，Adreno GPU已经发布了多代产品，在移动端有着极其广泛的应用，回顾其性能发展过程，几乎完全可以用“暴涨”来形容。

　　Adreno 130是第一款Adreno图形处理器，可以提供完整的3D图形硬件支持，其浮点性能是1.2 GFlops;Adreno 220于2011年推出，相比之前的产品在性能上有数倍的提升，其浮点性能达到了17 GFlops;而到了2012年，Adreno 320(64 ALU)几乎可以视为真正具有跨时代意义的产品，其浮点性能达到了60 GFlops，相较两年前的Adreno 130，浮点提升了60倍之多，使得手机的图形处理能力更加出色，足以支撑起一些更高质量的图形游戏。

　　2014年，骁龙810发布，搭载了Adreno 430，浮点性能在324~420 GFlops之间，而到了骁龙835上，Adreno 540的浮点性能甚至已经达到约570 GFLOPS，几年之间提升了将近500倍……

　　步入5G时代后，高通Adreno进入到6系时代，骁龙855处理器的GPU型号为Adreno 640，GPU相比上一代提升20%，整体能耗比业界领先，同时还有丰富的图形技术特性。需要说明的是，Adreno 640是图形性能大升级的一代，它的浮点值为730 Gflops，另外在游戏方面，Adreno 640有着更高的带宽压缩和着色处理能力，带来了更复杂的色阶、景深和色彩影射，并支持HDR渲染和显示，可以说，Adreno 640将移动端游戏娱乐功能提升到了一个很高的水平。

　　2019年骁龙865发布，这款芯片搭载了Adreno 650 GPU，并且首次支持桌面级正向渲染，能让游戏开发者引入桌面级的光源和后期处理，诸如多重动态光照、多重动态阴影、动态模糊等PC级画质调节也终于被带到了手机之中，确保游戏画面渲染更饱满的同时，还降低了工作负载。

　　Adreno 660

　　接下来就是骁龙888了，在新骁龙8之前，骁龙888搭载了Adreno历史上最强GPU——Adreno 660，图形渲染速度较前代平台提升高达35%，并且延续了骁龙移动平台一直以来的优势，为移动手机提供持续稳定的高性能。这款GPU对于移动端游戏体验的提升非常明显，尤其还加入了骁龙Elite Gaming，更是将VRS可变分辨率渲染、GPU驱动更新、144fps高刷、10bit HDR等端游级体验带到手机端，带来了更加逼真的游戏画质。

　　04 骁龙8带来的创新移动游戏体验

　　总体来说，高通Adreno基本遵循越来越强的发展趋势，而且在性能持续提升的基础上，还带来了诸多端游级游戏特性。可以说，移动端游戏设备能发展到今天的地位，背后少不了高通Adreno的支持。而对于游戏玩家来说，这显然是值得期待的。

　　值得一提的是，在新骁龙8上，Snapdragon Elite Gaming又有新的升级，并首次加入了Adreno图像运动引擎。该引擎可以帮助游戏以双倍帧率运行，却保持近乎相同的功耗。花一样的功耗获得双倍顺滑的游戏体验，这是无数玩家所渴求的。

　　立体渲染

　　骁龙8还支持“立体渲染”技术，这是首次在移动端实现端游级立体渲染。该功能支持打造更加逼真的烟雾特效，可以模拟真实环境下烟雾飘散和流动的效果，在骁龙8设备上，玩家将获得身临其境的游戏体验。

　　VRS Pro

　　除此之外，基于新一代Adreno GPU出色的性能，VRS可变分辨率渲染也升级为VRS Pro技术，利用该技术，不仅可以有效减少GPU工作负载，提升性能和优化功耗，还不会降低实际游戏的画质效果。

　　总结：搭载骁龙8的移动终端将成为游戏玩家首选

　　基于全新一代Adreno GPU的强劲表现，相信骁龙8会是高通史上最强的旗舰芯片，同时也会有更多旗舰手机、游戏手机会优先选择搭载全新骁龙8处理器。

　　而对于游戏玩家来说，新一代Adreno GPU正在带来更极致沉浸的游戏体验，只要是搭载骁龙8移动平台的旗舰手机，不仅都能以高帧率、高分辨率流畅驾驭各种大型游戏，玩家还可以享受到极致画质福利，而这些离我们并不遥远，毕竟还有大批搭载骁龙8的新旗舰已经在路上了，相信大家很快就能亲自体验了。

　　(本文内容转自ZOL)