跑分那么猛了 为何苹果还要自主设计GPU?

苹果是目前最忠于自主移动芯片发展的手机厂商之一,不过苹果似乎仍不满足于现状,而是竭尽全力以获得世界上最好芯片为目标,因为苹果一直在招揽全球最好的 设计师加入其行列中,例如在今年早些时候,苹果直接挖走了英特尔首席处理器架构师为自家的下一代处理器工作。反过来说,正因为在这样的背景下,苹果其实也 是一个能够吸引世界级芯片设计人才的公司。

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前段时间,不断有报道显示,将来苹果不仅致力于移动芯片的 CPU 中央处理单元,而且还考虑自行研发 GPU 图形处理单元,相关工作“悄悄地在幕后进行中”,也许在不久之后的某一天,目前为苹果提供 GPU 的 Imagination Technologie 将失去订单。

暂时不考虑此消息的真假,究竟苹果自己打造 GPU ,对于自己长期发展而言会有哪些优势呢?

高通在手机图形处理性能上打败了苹果

为了让 iOS 平台获取最佳图形体验,苹果需要保持自家 A 系移动处理器领先的图形性能。以往,我们可以看到每当苹果发布最新移动芯片之初,总是能提供一流的图形处理性能,但往后不久一旦高通发布了新旗舰级移动芯片,A 系芯片的 GPU 又回到了黯然失色的一方。例子这两年就有,比如 Snapdragon 810 的 Adreno GPU  比 A8 的 PowerVR GPU 提供了更好的性能。

当然了,高通的芯片比苹果发布迟那么半年出货,比苹果差还说得过去?因此,明年春天大量出货的 Snapdragon 820 旗舰,在 GPU 性能上自然也比 A9 更好。最近一些早期未进行软硬优化的 Snapdragon 820 原型样机,通过基准测试也证实了这一点。其中 Adreno 530 性能要比 A9 的PowerVR  GT7600 性能高出大约 10%。特别是在 GFXBench 3.0 曼哈顿离屏测试中,Adreno 530 可以跑出 45.2FPS 的帧率,相比之下 iPhone 6s 的成绩是 39FPS,高通领先多达16%。

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尽管作为用户,我们很多人在选择手机的时候都不太注重跑分这种玩意儿,但对于开发者而言,更好的 GPU 图形处理器性能意味着可以打造出更丰富、更逼真的游戏视觉体验。换句话说,更好的 GPU 性能为底子自然更容易创造出更好的用户体验。

那有没有可能让半年之后的高通赶不上呢?有,那就是通过自行开发 GPU 图形架构,进一步提升竞争力,拉开差距。

苹果真会考虑定制 GPU?

苹果的 GPU 设计很长一段时间以来都是从 Imagination Technologies 获取授权 ,而且往往比其他同样获得授权的竞争者更有优势,比如说可以比其他竞争者更自由选择性能更强大 GPU 配置,以保证提供其他竞争者所不能及的出色性能。

因此有些评论就合理认为,既然苹果在不进行 GPU 定制的情况下,就能够选择更好的 GPU 配置以提高图形处理器性能,为何还要走上 GPU 定制之路。很显然,其中必然会涉及一些需要权衡的因素。

首先是成本因素,在既定的芯片结构中,若要集成配置更高的 GPU 集群,那么整块芯片的成品面积就不得不进一步扩大,这就导致了研发和制造成本的增加,所以向来苹果都没有选择顶配 GPU 集群,而是使用较小或相对合理的 GPU 配置。

再者就是性能因素,当 GPU 架构已完成了制定的设计,而且核心频率不变的情况下,要想提高图形处理性能肯定只有配置更多的内核来实现,通过堆核心的方式换取性能并不是苹果希望看到的结果,核心越多稳定性就越差,而且功耗不易控制。

假如苹果真的有一支能力出众的 GPU 团队,并且愿意慷慨花钱投资,那么苹果通过定制自主的 GPU 架构,将有可能实现重大的性能改进,无论是芯片面积还是性能,均可以比 Imagination Technologies 提供的 GPU 内核更合适整体芯片结构设计。

Imagination Technologies 有长期研发 GPU 内核的经验,而苹果在这方面仍是新手,甚至连入门都还未准备好,因此要想超越 Imagination Technologies,苹果只有在 GPU 图形核心设计上砸更多的钱。当然了,烧钱并不意味着一定就能够成功,但苹果自己已经拥有成熟且十分成功的 CPU 内核定制经验,这一点十分有助于苹果少走弯路,更有信心将定制 GPU 内核做得更好。

苹果 GPU 工作或许早就展开

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其实苹果招聘 GPU 设计的相关人才已经有很长一段时间,或者说从 2013 年年底就有定制 GPU 的打算了。只要在苹果招纳贤才的官方网站上搜索“Graphics”,再多选工作地点,根据关键词得出的搜索结果就证实了这一点。苹果希望招纳这些优秀的工程师来创造自主 GPU 的知识产权,还包括负责 GPU 架构的性能、功能、时许、面积和功耗等等工作。

当然,除了招聘之外,一旦市面上有抢手的好货苹果也照收不误,比如今年三月份,苹果从 Nvidia 挖来了 John Tynefield,该人才之前是 Nvidia 负责 GPU 架构的高级主管,现在他就在苹果负责相关工作。另外,早在 2013 年,苹果还聘请了 GPU 图芯技术设计商 Vivante 的 Utku Diril,该人才早期是那里董事,而且该设计商为 Marvell 和华为等供应 GPU,Utku Diril 从 2013 年 2 月至 2014 年 11 月一直在苹果从事 ASIC 设计工作,暗中有可能已经开始设计 GPU。

总之,苹果之前已经证明了在 CPU 定制方面比其他竞争对手更为成功,但现在最大的未知数是,苹果会如何定制自己的 GPU 设计,究竟什么时候问世?GPU 能否也和 CPU 一样成功呢?更多细节或许在未来两三年内才会出现。

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