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游戏超分成旗舰机关键技术,看联发科性能背后的“秘密武器”

纵观当下的PC游戏领域,如果要评出最热门、最具影响力的画面相关技术,那么“游戏超分”无疑将牢牢占据榜首。事实上,无论是在社交平台的讨论热度、还是显卡厂商及游戏厂商的积极性来看,“游戏超分”如今的地位都远远超过了光线追踪、采样器反馈、可变渲染率、网格渲染等,其他一系列几乎是同期面世的次世代图形技术。

事实上,这并不奇怪,毕竟“光追”虽然华丽、“采样器反馈”尽管效果惊人,但无论硬件还是软件适配的成本都不低。相比之下,不管是NVIDIA的DLSS(深度学习超采样)、NIS(NVIDIA图像锐化),还是AMD的FSR或前段时间刚刚上线的RSR,都能以几乎不牺牲画质的代价换来帧率的显著提升。

游戏超分成旗舰机关键技术,看联发科性能背后的“秘密武器”

更为重要的是,这些超分技术能适配比光追多得多的游戏,而且它们的出现,更是帮助许多显卡本身并不算太好的PC玩家,实现了过去难以想象的流畅2K甚至4K分辨率游戏体验。可以说在目前这个显卡价格并不亲民的时候,“游戏超分”技术完全命中了玩家的刚需,几乎堪称是游戏体验的“救星”。

正因如此,近日有消息源爆料称,vivo的新旗舰X80将会搭载天玑9000 SoC,同时行业首发联发科的移动端游戏超分新技术时,也引发了我们极大的关注。

手机上也能“游戏超分”了?这是联发科的独有技术

其实早在去年10月,联发科方面就曾预告过一些最新的游戏图形技术,移动端游戏超分(Game AI-SR)正是在那个时候最初被公开。

不过与PC上的游戏超分技术主打高分辨率额外提高帧率不同,联发科的游戏超分技术瞄准的目标其实并不一样。它所要实现的效果是在几乎不降低游戏画质的前提下,让SoC的功耗得以进一步降低,从而达到改善帧率稳定性、降低发热、延长续航时间的作用。大家只要简单对比下PC、笔记本电脑和手机就会发现,体积越小,芯片或者显卡高功耗带来的散热和续航问题对游戏体验的影响就越大。

那么,联发科具体是如何实现这一点的呢?要弄明白这件事还是得先回到PC上,来看看目前PC上“游戏超分”的具体实现方法。

游戏超分成旗舰机关键技术,看联发科性能背后的“秘密武器”

PC上的“游戏超分”从原理上来说,基本可以分为两种。一种是以NVIDIA DLSS为代表,是先用GPU的图形计算单元渲染较低分辨率的画面,再交由专用AI单元基于深度学习算法进行放大、锐化、抗锯齿计算。而另一种则是以NVIDIA的NIS,以及AMD的FSR和RSR为代表,是将低分辨率渲染和画面放大、锐化的过程,均交由GPU的图形计算单元去完成,无须额外的AI单元。

很显然,无论从最终的画面效果、还是计算效率来说,有AI单元参与的DLSS都要显著优于仅靠传统图形单元“硬算”的其他几种超分方案。并且有趣的是,联发科的手机端游戏超分采用的也是由GPU和APU协同的异构计算设计。

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根据官方此前披露的技术文档显示,天玑9000的游戏超分技术是由GPU先渲染出分辨率比手机屏幕略低的画面,再交给APU基于深度学习算法来独立完成放大、锐化、抗锯齿的过程。最终玩家能够看到几近屏幕分辨率的画面效果,同时在这个过程中,由于GPU的渲染负载得以大幅降低,进而也会带来降温省电的效果。

为何联发科敢做游戏超分?APU的能效优势是关键

眼尖的朋友们可能已经发现问题的关键了,与传统的游戏画面渲染只使用GPU相比,在“游戏超分”功能开启后,天玑9000的GPU和APU其实是要协同工作的,虽说此时GPU的工作负载是降低了,可APU的负载相比不开“游戏超分”肯定是有所上涨的。那么为什么最终的结果,反而能够实现大幅度的功耗降低呢?

这就要说到手机SoC里CPU、GPU和APU的架构差异,以及天玑9000此次在APU设计上的一些独到之处了。

首先,其实如今手机中的CPU、GPU和APU,在架构上都是可以运行AI代码的,只不过它们的能效和运行效率存在很大的差异。举例而言,CPU和GPU拿来运行AI代码,每瓦算力通常都只有数百GOPs,而且因为它们往往还有其他的计算任务,所以本身就不可能把所有的性能都拿来进行AI运算。

相比之下,作为专为AI计算而生的单元,APU在这方面就要强得多了。一方面,旗舰APU的运算效率通常都能到每瓦数TOPs,相当于同样的功耗下,进行AI计算的速度轻轻松松就能达到CPU、GPU的十倍甚至更多。另一方面,与CPU、GPU相比,APU因为专注于AI运算,因此可以几乎“不受干扰”地在需要进行“游戏超分”时,将绝大多数性能都投入在这单一计算项目上,由此便能轻松实现更快的超分计算速度和更高的能效比。

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更为关键的是,作为联发科的新款旗舰SoC,天玑9000其实从最初的架构设计阶段,就已经考虑到了CPU、GPU、APU等多个单元同时参与异构计算的能效。首先,联发科选择的是目前公认最好的台积电4nm制程来制造这款SoC,为其高能效表现打好了基础。

其次,天玑9000还大胆地采用了比竞品更快的内存方案,以及更大的缓存设计来降低整体的计算延迟、提高性能,让SoC可以在更短时间里完成计算任务,减少核心持续满载的概率。最为重要的是,作为联发科自研的最新一代APU,天玑9000中集成的APU590拥有多达六核心的架构设计,性能和能效比与前代相比均有着高达400%的提升。

正是因为天玑9000里的新款自研APU既快又“省”,所以用它来代替GPU来实现游戏画面的实时缩放、超分、降噪等处理,才能实现比单纯用GPU直接渲染,或是单以GPU算力进行超分更高的性能优势,同时还能起到显著的省电效果。

积极布局尖端游戏技术,联发科正在下一盘大棋

很显然,在如今这个手游玩家日益重视设备功耗、发热,以及游戏帧率持续流畅度的情况下,联发科适时推出的游戏超分技术精确地瞄准了用户的痛点,同时也再一次提醒了我们,天玑9000此次在硬件架构和能效设计上的超前和巧妙。

其实大家仔细思考就会发现,联发科的“游戏超分”技术,背后的底气却又绝非天玑9000本身的硬件优势这么简单。

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一方面,无论PC还是手游玩家都知道,对于游戏行业来说强大的硬件机能固然重要,但开发者与硬件厂商之间的深入合作优化、特别是针对硬件特性进行的专门适配,其实很多时候才是决定硬件市场竞争力的关键所在。

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另一方面,对于如今的手游领域来说,随着顶级旗舰SoC的算力不断攀升,实际上无论是游戏厂商还是手机厂商,也都在期盼着能体现这些真正旗舰级平台优势的游戏相关技术、特别是游戏画面技术的诞生和推广。因为只有划时代的新技术才能带来游戏画质和帧率的大幅提升,从而刺激消费者的换机欲望。

从这两点来看也就不难理解,为什么联发科要在天玑9000上率先带来移动光追技术,为什么联发科要给天玑9000配备基于独立APU的游戏超分功能。说白了,这些新技术不只是让天玑9000本身的游戏性能更好这么简单,它们更是联发科在连续数个季度站稳全球移动SoC出货榜首后,开始引领手机游戏尖端技术发展方向的证明。

游戏超分成旗舰机关键技术,看联发科性能背后的“秘密武器”

而这种从“市场领先者”向“技术大方向领导者”的转变,将有望赋予联发科前所未有的行业地位和长期的市场竞争优势,并助力包括天玑9000在内的未来联发科旗下产品,收获越来越多游戏厂商和手机厂商的主动配合与支持。别的不说,至少从此前腾讯选择与联发科联合展示移动光追技术,以及传闻中的vivo或在新旗舰上率先搭载联发科游戏超分功能这两件事上,就已经可以明显看出这种变化了。

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