在手机游戏里逼真的“烟雾流动效果”背后竟有这么多秘密

　　处理器堪称手机的心脏，是绝对的核心组件。一台旗舰手机跑分可达几十万甚至上百万，处理器在其中发挥了决定性作用。

　　处理器结构极为复杂，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丰富多样的功能，全靠这些运算单元之间的紧密协作。然而，大多数用户对处理器的了解仅停留在名称层面，很少深入探究这些细节。

　　当然，处理器并非本文讨论的主题。今天我们要探讨的是手机中最强大的运算单元之一，同时也是手机SoC不可或缺的组成部分——GPU。

　　01 手机GPU地位的演变

　　提及“GPU”，许多人首先想到的是PC上的显卡。手机GPU由于没有经过PCB板的单独封装，并非独立芯片，因此与PC显卡存在差异。但归根结底，它们都是“图形处理器”，主要职责都是进行图形渲染，因此称其为“手机显卡”也并无不妥。

　　PC显卡

　　对PC有所了解的朋友可能知道，PC端有独立封装的显卡，也有集成在CPU或主板中的集成显卡、核心显卡。PC端显卡的发展大致经历了从集成到独立的过程，这实际上也是GPU在PC中作用日益增强的体现。

　　实际上，手机GPU的发展也经历了类似的过程。早期，手机上的图形计算任务主要由CPU承担，后来才独立发展出专门用于渲染的GPU。近年来，手机GPU的地位不断上升，在各大跑分排行榜中，GPU的跑分数据始终占据显眼位置。从“无”到“有”再到“榜上有名”，可见手机GPU正变得越来越重要。

　　安兔兔11月手机性能榜单(图源安兔兔)

　　这种变化显然与用户需求密切相关。回顾智能手机的发展历程，这种现象屡见不鲜。当我们觉得手机屏幕不够清晰时，手机分辨率便不断提升，甚至突破上千万像素、上亿像素；当我们为续航焦虑时，手机电池容量便不断增大，快充功率也不断提高；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，大多数日常应用对图形渲染能力的要求并不高，只要运算能力足够，就能流畅运行。但游戏场景则截然不同，比如各种开放世界游戏，其画质特点是在广阔的世界中呈现多样化的地形地貌、众多建筑和载具，以及丰富的动效和光影细节，这些都需要庞大的运算能力作为支撑。

　　《原神》对手机图形渲染能力要求极高

　　以热门手游《原神》为例，它几乎成了手机评测中的“魔鬼测试”常客，对GPU性能的挑战几乎达到了极致。然而，即便条件如此苛刻，一些搭载旗舰芯片的手机仍能以30fps 1080P甚至更高的帧率和分辨率运行这款游戏。如果没有强大的GPU作为后盾，绝对无法达到这种画质效果。

　　今天，我们很难评判究竟是手机GPU的发展推动了手游的进步，还是手游内容的变化倒逼GPU不断升级。但有一点是明确的，只有二者相互促进，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承担的任务将更多，尤其是在进入VR时代以及高分辨率屏幕手机日益普及的背景下，GPU的地位将更加重要。

　　02 新一代Adreno GPU的崛起

　　手机GPU地位的提升，离不开芯片厂商对极致性能、能效和技术的不断追求。近几个月来，各大芯片厂商纷纷发布了年度旗舰芯片，从参数表现来看，GPU性能和能效均得到了显著提升。这表明，将GPU提升到更重要位置已成为各大厂商的共识。

　　目前，移动端GPU主要有Adreno、Mali、PowerVR以及苹果等几家。其中，苹果和高通Adreno均采用自研GPU架构，相比纯粹的公版架构，自研架构在性能上更胜一筹，且与CPU、ISP之间的协同更高效。然而，在市场中，苹果的自研GPU仅用于iPhone，而高通Adreno则更具代表性，毕竟高通芯片占据了大部分移动端市场份额，在高端机领域更是鲜有对手。

　　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。据官方公布的数据，借助全新设计的Adreno GPU架构，新一代Adreno GPU的图形渲染能力提升了30%，游戏时的能效提升了25%。同时，高通对Vulkan图形驱动进行了多项优化，移动游戏性能提升高达60%。可见，新一代Adreno GPU的提升幅度之大。

　　搭载骁龙8“工程机”GFXBench测试

　　从目前已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。在曼哈顿离屏等测试场景下，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渲染任务时速度更快、效率更高。此外，更强的GPU在处理重负载时不易发热，温控表现更佳，从而使处理器能够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的双重提升，进而呈现更好的图形质量和更高的渲染效率，带来更出色的游戏画面和效果。

　　03 Adreno GPU的持续进化

　　毫无疑问，新一代Adreno GPU实现了显著提升，代表了当下移动端GPU性能的巅峰。事实上，历代Adreno GPU都有出色表现，这也是为何谈及手机GPU发展时无法绕开Adreno的原因。

　　然而，早先高通的GPU并不叫这个名字。2009年，高通完成对Imageon的收购后，才发展出全新的GPU品牌——Adreno。如今，Adreno GPU已发布多代产品，在移动端应用广泛。回顾其性能发展历程，几乎可以用“暴涨”来形容。

　　Adreno 130是首款Adreno图形处理器，可提供完整的3D图形硬件支持，其浮点性能为1.2 GFlops；2011年推出的Adreno 220在性能上相比前代有了数倍提升，浮点性能达到17 GFlops；而2012年的Adreno 320（64 ALU）则几乎具有跨时代意义，其浮点性能达到60 GFlops，相比两年前的Adreno 130提升了60倍之多，使手机的图形处理能力更加出色，足以支撑更高质量的图形游戏。

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

　　进入5G时代后，高通Adreno进入6系时代。骁龙855处理器的GPU型号为Adreno 640，相比上一代提升20%，整体能耗比领先业界，同时具备丰富的图形技术特性。需要说明的是，Adreno 640是图形性能大幅提升的一代，其浮点值为730 Gflops。此外，在游戏方面，Adreno 640具备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，可以说将移动端游戏功能提升到了很高水平。

　　2019年骁龙865发布，这款芯片搭载了Adreno 650 GPU，并首次支持桌面级正向渲染，使游戏开发者能够引入桌面级的光源和后期处理技术，如多重动态光照、多重动态阴影、动态模糊等PC级画质调节功能终于被带到手机中，确保游戏画面渲染更饱满的同时降低了工作负载。

　　Adreno 660

　　接下来是骁龙888，在新骁龙8之前，它搭载了Adreno史上最强GPU——Adreno 660，其图形渲染速度较前代平台提升高达35%，并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对移动端游戏体验的提升非常明显，尤其还加入了骁龙Elite Gaming技术，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

　　总体而言，高通Adreno GPU基本遵循越来越强的发展趋势，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，背后离不开高通Adreno的支持。对于游戏玩家来说，这无疑是值得期待的。

　　值得一提的是，在新骁龙8上，Snapdragon Elite Gaming再次升级，并首次加入了Adreno图像引擎。该引擎可帮助游戏以双倍帧率运行，同时保持近乎相同的功耗。以相同的功耗获得双倍流畅的游戏体验，这是无数玩家梦寐以求的。

　　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。该功能可打造更加逼真的烟雾特效，真实还原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

　　此外，基于新一代Adreno GPU的出色性能，VRS可变分辨率渲染技术也升级为VRS Pro技术。利用该技术，不仅可以有效减少GPU工作负载、提升性能并优化功耗，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的首选

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

　　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，都能以高帧率、高分辨率流畅驾驭各种游戏，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的新旗舰正在路上，相信大家很快就能亲自体验了。

　　(本文内容转自ZOL)