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遊戲超分成旗艦機關鍵技術,看聯發科性能背後的“秘密武器”

縱觀當下的PC遊戲領域,如果要評出最熱門、最具影響力的畫面相關技術,那麼“遊戲超分”無疑将牢牢占據榜首。事實上,無論是在社交平台的讨論熱度、還是顯示卡廠商及遊戲廠商的積極性來看,“遊戲超分”如今的地位都遠遠超過了光線追蹤、采樣器回報、可變渲染率、網格渲染等,其他一系列幾乎是同期面世的次世代圖形技術。

事實上,這并不奇怪,畢竟“光追”雖然華麗、“采樣器回報”盡管效果驚人,但無論硬體還是軟體适配的成本都不低。相比之下,不管是NVIDIA的DLSS(深度學習超采樣)、NIS(NVIDIA圖像銳化),還是AMD的FSR或前段時間剛剛上線的RSR,都能以幾乎不犧牲畫質的代價換來幀率的顯著提升。

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更為重要的是,這些超分技術能适配比光追多得多的遊戲,而且它們的出現,更是幫助許多顯示卡本身并不算太好的PC玩家,實作了過去難以想象的流暢2K甚至4K分辨率遊戲體驗。可以說在目前這個顯示卡價格并不親民的時候,“遊戲超分”技術完全命中了玩家的剛需,幾乎堪稱是遊戲體驗的“救星”。

正因如此,近日有消息源爆料稱,vivo的新旗艦X80将會搭載天玑9000 SoC,同時行業首發聯發科的移動端遊戲超分新技術時,也引發了我們極大的關注。

手機上也能“遊戲超分”了?這是聯發科的獨有技術

其實早在去年10月,聯發科方面就曾預告過一些最新的遊戲圖形技術,移動端遊戲超分(Game AI-SR)正是在那個時候最初被公開。

不過與PC上的遊戲超分技術主打高分辨率額外提高幀率不同,聯發科的遊戲超分技術瞄準的目标其實并不一樣。它所要實作的效果是在幾乎不降低遊戲畫質的前提下,讓SoC的功耗得以進一步降低,進而達到改善幀率穩定性、降低發熱、延長續航時間的作用。大家隻要簡單對比下PC、筆記本電腦和手機就會發現,體積越小,晶片或者顯示卡高功耗帶來的散熱和續航問題對遊戲體驗的影響就越大。

那麼,聯發科具體是如何實作這一點的呢?要弄明白這件事還是得先回到PC上,來看看目前PC上“遊戲超分”的具體實作方法。

遊戲超分成旗艦機關鍵技術,看聯發科性能背後的“秘密武器”

PC上的“遊戲超分”從原理上來說,基本可以分為兩種。一種是以NVIDIA DLSS為代表,是先用GPU的圖形計算單元渲染較低分辨率的畫面,再交由專用AI單元基于深度學習算法進行放大、銳化、抗鋸齒計算。而另一種則是以NVIDIA的NIS,以及AMD的FSR和RSR為代表,是将低分辨率渲染和畫面放大、銳化的過程,均交由GPU的圖形計算單元去完成,無須額外的AI單元。

很顯然,無論從最終的畫面效果、還是計算效率來說,有AI單元參與的DLSS都要顯著優于僅靠傳統圖形單元“硬算”的其他幾種超分方案。并且有趣的是,聯發科的手機端遊戲超分采用的也是由GPU和APU協同的異構計算設計。

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根據官方此前披露的技術文檔顯示,天玑9000的遊戲超分技術是由GPU先渲染出分辨率比手機螢幕略低的畫面,再交給APU基于深度學習算法來獨立完成放大、銳化、抗鋸齒的過程。最終玩家能夠看到幾近螢幕分辨率的畫面效果,同時在這個過程中,由于GPU的渲染負載得以大幅降低,進而也會帶來降溫省電的效果。

為何聯發科敢做遊戲超分?APU的能效優勢是關鍵

眼尖的朋友們可能已經發現問題的關鍵了,與傳統的遊戲畫面渲染隻使用GPU相比,在“遊戲超分”功能開啟後,天玑9000的GPU和APU其實是要協同工作的,雖說此時GPU的工作負載是降低了,可APU的負載相比不開“遊戲超分”肯定是有所上漲的。那麼為什麼最終的結果,反而能夠實作大幅度的功耗降低呢?

這就要說到手機SoC裡CPU、GPU和APU的架構差異,以及天玑9000此次在APU設計上的一些獨到之處了。

首先,其實如今手機中的CPU、GPU和APU,在架構上都是可以運作AI代碼的,隻不過它們的能效和運作效率存在很大的差異。舉例而言,CPU和GPU拿來運作AI代碼,每瓦算力通常都隻有數百GOPs,而且因為它們往往還有其他的計算任務,是以本身就不可能把所有的性能都拿來進行AI運算。

相比之下,作為專為AI計算而生的單元,APU在這方面就要強得多了。一方面,旗艦APU的運算效率通常都能到每瓦數TOPs,相當于同樣的功耗下,進行AI計算的速度輕輕松松就能達到CPU、GPU的十倍甚至更多。另一方面,與CPU、GPU相比,APU因為專注于AI運算,是以可以幾乎“不受幹擾”地在需要進行“遊戲超分”時,将絕大多數性能都投入在這單一計算項目上,由此便能輕松實作更快的超分計算速度和更高的能效比。

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更為關鍵的是,作為聯發科的新款旗艦SoC,天玑9000其實從最初的架構設計階段,就已經考慮到了CPU、GPU、APU等多個單元同時參與異構計算的能效。首先,聯發科選擇的是目前公認最好的台積電4nm制程來制造這款SoC,為其高能效表現打好了基礎。

其次,天玑9000還大膽地采用了比競品更快的記憶體方案,以及更大的緩存設計來降低整體的計算延遲、提高性能,讓SoC可以在更短時間裡完成計算任務,減少核心持續滿載的機率。最為重要的是,作為聯發科自研的最新一代APU,天玑9000中內建的APU590擁有多達六核心的架構設計,性能和能效比與前代相比均有着高達400%的提升。

正是因為天玑9000裡的新款自研APU既快又“省”,是以用它來代替GPU來實作遊戲畫面的實時縮放、超分、降噪等處理,才能實作比單純用GPU直接渲染,或是單以GPU算力進行超分更高的性能優勢,同時還能起到顯著的省電效果。

積極布局尖端遊戲技術,聯發科正在下一盤大棋

很顯然,在如今這個手遊玩家日益重視裝置功耗、發熱,以及遊戲幀率持續流暢度的情況下,聯發科适時推出的遊戲超分技術精确地瞄準了使用者的痛點,同時也再一次提醒了我們,天玑9000此次在硬體架構和能效設計上的超前和巧妙。

其實大家仔細思考就會發現,聯發科的“遊戲超分”技術,背後的底氣卻又絕非天玑9000本身的硬體優勢這麼簡單。

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一方面,無論PC還是手遊玩家都知道,對于遊戲行業來說強大的硬體機能固然重要,但開發者與硬體廠商之間的深入合作優化、特别是針對硬體特性進行的專門适配,其實很多時候才是決定硬體市場競争力的關鍵所在。

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另一方面,對于如今的手遊領域來說,随着頂級旗艦SoC的算力不斷攀升,實際上無論是遊戲廠商還是手機廠商,也都在期盼着能展現這些真正旗艦級平台優勢的遊戲相關技術、特别是遊戲畫面技術的誕生和推廣。因為隻有劃時代的新技術才能帶來遊戲畫質和幀率的大幅提升,進而刺激消費者的換機欲望。

從這兩點來看也就不難了解,為什麼聯發科要在天玑9000上率先帶來移動光追技術,為什麼聯發科要給天玑9000配備基于獨立APU的遊戲超分功能。說白了,這些新技術不隻是讓天玑9000本身的遊戲性能更好這麼簡單,它們更是聯發科在連續數個季度站穩全球移動SoC出貨榜首後,開始引領手機遊戲尖端技術發展方向的證明。

遊戲超分成旗艦機關鍵技術,看聯發科性能背後的“秘密武器”

而這種從“市場領先者”向“技術大方向上司者”的轉變,将有望賦予聯發科前所未有的行業地位和長期的市場競争優勢,并助力包括天玑9000在内的未來聯發科旗下産品,收獲越來越多遊戲廠商和手機廠商的主動配合與支援。别的不說,至少從此前騰訊選擇與聯發科聯合展示移動光追技術,以及傳聞中的vivo或在新旗艦上率先搭載聯發科遊戲超分功能這兩件事上,就已經可以明顯看出這種變化了。

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