手机GPU技术中最顶流的“移动光追”,联发科的先手优势正在生效

手机GPU技术中最顶流的“移动光追”,联发科的先手优势正在生效
2022年10月18日 16:34 馮偉文

2022 年可能是联发科芯片在智能手机界高光的一年,旗下的天玑旗舰芯片凭借良好的性能和能效收获了极佳的口碑。联发科也凭借和头部厂商合作,真正地让天玑芯片在高端市场站稳了脚跟。

取得了一份优秀成绩之后,一个更重要的议题出现在联发科面前:接下来移动 SoC 应该怎么发展?

上周,联发科举办天玑旗舰技术沟通会,分享了天玑5G移动平台的最新技术进展和前沿趋势,包括移动光追、移动GPU增效方案、AI图像语义分割、5G新双通、Wi-Fi 7、高保真蓝牙音频、高精度导航等主题,不少媒体人认为,这就是下一代天玑旗舰的吹风会。

“性能”肯定是新一代芯片最重要的部分。新应用场景让芯片需要满足更多设备的性能需求,新的游戏追求更新更好的用户体验和视觉效果,也对移动芯片提出了性能和能效方面的双重挑战。而作为一个面向移动设备应用为主的芯片厂商,联发科将能效作为接下来芯片软硬件开发的核心导向,只有在满足能效需求的基础上,联发科才会再尝试堆叠出性能的部分。

在去年,联发科就看到全局光照技术的潜力,联发科今年也认为基于光线追踪的图形渲染技术会在移动端实现更大更广的覆盖。因此联发科在去年就基于天玑旗舰移动平台推出自己的光追 SDK,并联合重要厂商进行研发和创新。在所有移动芯片提供商中,联发科是最先拿出实际移动光追成果的品牌,一举奠定了移动光追行业老大哥的地位。

随着行业的进一步发展,目前光线追踪技术已经越来越贴近用户需求,并不像很多人想象中那么遥远。

ARM 最新的旗舰 GPU Immortalis-G715 可全面支持硬件级移动光追,支持更复杂、更真实的场景应用,为移动端游戏等应用带来更逼真、更具沉浸感的使用体验。通过硬件加速,可实现实时的移动光追效果,包括光追软阴影、反射效果和全局光照技术,提升全场景画质。

此外,面向开发者和硬件厂商,联发科还与评测工具厂商联合推进移动光追生态发展。

针对移动光追的推进,联发科早期采用 RayQuery 方案来降低开发者的门槛。在和开发者合作的过程中联发科也连续地将经验反馈给 GPU IP 厂商,以便加速他们在硬件方案层面的开发。也就是说在 ARM 推出的最新 GPU 架构 G715 的过程中,联发科的反馈起到了非常重要的作用。

今年 1 月,Khronos 正式推出了 Vulkan 1.3 标准,此标准中就包含有 Vulkan 光追 API。联发科通过提前布局的方式搭建的 RayQuery 可以很轻松切换至这一公用标准,率先构建了光追的硬件生态。

不过就像前面说的一样,移动端光线追踪的发展和软件的发展是并行的。用户们手中的设备显示分辨率、刷新率都在逐步增加,而开发者为了追求更好的视觉效果,采用了更高清晰度的材质,或是使用更复杂的渲染方案等。因此在硬件性能满足新应用场景需求的同时,更合理、更有效率地调配和利用资源也非常重要,基于此,联发科提出了移动GPU增效方案。

联发科将这一技术视为目前移动端重要的趋势,移动 GPU 增效方案并不是简单的降低负载,而是通过降低负载去获得更多的处理能量。

联发科在这一方面策略分为 2 部分,其一是加速推动应用全面现代化(比如手机的64位应用)。联发科表示,一个游戏引擎升级到 64 位之后,可以获得最多 16% 的性能提升,下放到游戏上性能提升可达 10%。另外将传统的图形 API 更换为 Vulkan 也可以获得可观的性能提升,在热门游戏上普遍可达 10%。

因此不论是开发者还是厂商,联发科都在鼓励他们对内容进行升级。

第二部分则是自适应框架。目前谷歌、ARM、腾讯均推出了和内容深度互动的自适应框架。内容厂商可以通过这一框架和系统实时交流,获得芯片的运行信息,系统也可以根据内容的情况进行实时的负载调整。

联发科自研了一系列 GPU 的增效方案,包括可变速率着色、游戏超分、游戏插帧三大方案。这三大方案都是为了降低游戏过程中系统的负载,通过这一系列方案的布局,联发科可以实现从帧内到系统全局的增效。

总的来说,联发科对天玑芯片 GPU 的技术布局会以移动光追为重点。包括RayQuery的发展,以及一些基础特效上的持续优化精进都会是他们的目标,这些将会担当起新时代移动设备体验变化中“质”的部分。至于“量”的方面,联发科则会积极推动移动 GPU 增效方案、内容现代化以及系统需求的调校。

随着移动光线追踪技术的引进,游戏、系统 UI、AR、VR 以及元宇宙等领域迎来了新的发展机遇。移动光追虽然是一项充满挑战的议题,不过在充分布局和良好发展的情况下,将会为移动设备的视觉效果带来进化。提早布局且构建完整生态,并和开发者密切合作,让联发科在目前的移动图形领域拥有“早鸟”之优势。

除了在视觉层面上寻找新一代移动设备的发展方向,联发科也将大量精力放在人工智能、通信等领域。

目前人工智能在移动设备上的重要应用场景之一是影像。联发科带来了 AI 图像语义分割技术,AI 将画面中不同元素进行分割后,可以进行差异化处理提升图像品质,或是套用背景/前景虚化效果,以及进行更加精确的追焦。

在通信领域,联发科天玑芯片还会引入 5G 新双通、Wi-Fi 7、高保真蓝牙音频、高精度导航等行业前沿的技术能力。

在天玑 9000 的强势表现之下,联发科天玑旗舰芯片获得了市场和众多消费者的认可。我们也期待联发科天玑 9000 下一代旗舰芯片的发布尽早到来。可以预见的是,联发科的下一代天玑旗舰芯片会使用更先进的制造工艺和架构,力求在旗舰市场上进一步扩大天玑品牌的份额。

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