蘋果和高通gpu區別（GPU架構七年後升級）

2023-07-22 19:39:59 1

七年一次的大升級

在加州聖克拉拉舉行的年度峰會上，Imagination 公司突然公布了一個讓業界震驚的消息：下一代 GPU 架構 PowerVR Furian 正式公布。人們為什麼會如此驚訝呢？因為這距離 Imagination 上一次公布新架構 Rogue，已經過去將近 7 年了。

2010 年公布的 Rogue 架構據稱是 PowerVR GPU 首次採用統一著色器設計，它後來成為了 Imagination 公司整個 GPU 產品線的基礎，其應用遍布全世界的各個領域，從可穿戴設備到旗艦級的智慧型手機，都能夠看到 Rogue 架構在暗暗發揮著作用。

雖說 7 年才發布一次新架構的這種節奏和 Nvidia 甚至是 AMD 比起來都顯得過於緩慢了，但在這長長的一段時間裡，Imagination 其實還是對 Rogue 架構做了大量的小升級和優化的，PowerVR GPU 設計就經歷了 6/7/8 三代。

值得一提的是，儘管是 7 年之後終於到來的大更，但 Furian 架構並非從零開始設計，它總的來說還是基於 Rogue 架構的，基於「區塊延遲渲染」。不過作為新架構，Furian 進行了全面的升級更新，這就為它未來的發展潛力打好了基礎。

蘋果和 Imagination 公司也是頗有淵源了。就目前來說，iPhone 7 現在使用的 GPU 基於的是 Imagination 的 PowerVR GT 7600 Rogue 架構。事實上多年來，蘋果一直都在自家的 A 系列晶片上使用它的圖形技術。去年早些時候，關於蘋果將要收購 Imagination 的傳聞一直不斷。即便後來傳言不攻自破，蘋果持有 Imagination 達 10% 的股份也是事實。

那麼，新的架構將會給 iPhone 用戶們帶來怎樣的飛躍，那就是一個非常讓人期待的關鍵了。那麼，我們就先來簡單了解一下 Furian 的進步吧。

強大的 Furian

整體而言，Furian 架構將會比 Rogue 架構性能上更加強勁，同時能耗也更低。和 PowerVR Rogue 現有的最好的 Serie7XT Plus GPU 相比，相同尺寸和主頻下，PowerVR Furian 架構能夠在帶來密度上 70% 至 90% 的實際遊戲性能提升，這其中包括 35% 更強的著色器表現和 80% 更好的填充率表現。這一點很有趣，因為即使 Imagination 明確表示 Furian 架構是為高端產品設計打造的，它仍然非常重視「密度」，即面積效率，並沒有過於考慮「不妥協」。

為了提升 GPU 設計，Imagination 對 ALU Cluster（算數邏輯單元簇）進行了大改。這一點十分重要，因為那是 GPU 的核心。最大的變化在 ALU 的流水線設計上。Rogue 才用的是成對的 MAD ALU 設計，而現在換成了 MAD 和 MUL 配對。MAD 成對配置雖說紙面上更加簡潔，但問題在於 MAD ALU 更大，更耗能，對寄存器堆造成了壓力。

如今 Furian 使用了 MAD 和 MUL 配對的設計，儘管後者並沒有那麼強大，但相對而言卻換來了更小的尺寸和功耗。

在 Rogue 架構時代，ALU 每個簇最多只有 16 級流水線，而現在是 32 級。這個變化可能並沒有那麼重要，但還是能夠減少控制邏輯負載。值得一提的是，因為 Furian 相對 Rogue 的設計，簇的數量減少了，Imagination 得以提升紋理單元的性能，每個時鐘周期的雙線性採樣從原來的 4 個翻倍到 8 個。

對於蘋果這方面而言值得關注的是，Furian 架構還帶來了一個有趣的變化，它在定製 GPU 設計中能夠適應額外的「特殊功能」。想要實現些什麼，這些都由客戶來決定，Imagination 公司僅提供 IP 和 RTL（電阻電晶體邏輯），這樣就可能將帶來更多的變化。

iPhone 會迎來什麼？

看完那些個讓人云裡霧裡摸不著頭腦的描述，我們果然還是更關心它能夠為 iPhone 的用戶們帶來多麼強大的新體驗。

Imagination 表示 Furian 最開始將和 Rogue 架構共存，Furian 主打高端產品，而 Rogue 當然也就在中低端產品上發揮作用，主要服務於那些強調低能耗的產品了。不過，Furian 在過後的幾年裡肯定會逐漸取代 Rogue。iPhone 作為始終面向旗艦定位的智慧型手機，如果要選用的話當然會採用 Furian 架構的 GPU 了。

一位業內人士說：「諸如 AR、VR、機器學習這樣的新興應用開始出現，對 GPU 提出了迫切的新需求。對於這些應用，GPU 系統必須承擔大量的通用計算任務，而非僅僅是傳統的渲染。在單個渲染框架內，能夠適應圖形和計算不同級別的混合任務的 GPU 微架構非常重要。擁有 Furian，Imagination 就能夠憑藉它對在 GPU 領域的專長，打造一個能完全適應那些下一代應用的架構設計。」

我們知道，蘋果在 2016 年一整年裡都表現出了對 AR 和人工智慧、機器學習這些技術的濃厚興趣，並表示在這兩個方向上他們已經開始了投入和努力。可以想見，這兩個技術將成為蘋果產品未來體驗的核心。這種趨勢對 GPU 提出了更高的要求，要求它能夠在進行圖形渲染工作的同時承擔計算任務。如果擁有 Furian，蘋果設備在處理那些任務時就顯得更加遊刃有餘。Furian 作為新架構擁有的巨大潛力和可定製性也肯定能讓蘋果有更多的發揮空間。

Imagination 公司後來還對媒體確認說，Furian 架構支持 4K 圖形，120 fps 的高幀率，另外還有 HDR 技術等等。可以說，Furian 為未來的技術發展留足了空間。如果說這些應用都能夠實現在 iPhone 上，那當然會讓人浮想聯翩了。

那麼，我們能夠在今年的新 iPhone 上看到 Furian 新架構的活躍嗎？遺憾的是，這是不可能的。儘管 Imagination 公司確認說基於新架構的 GPU 產品將會在 2017 年年中公布，但它的實際上市卻是 2018 年年末的事情。這就意味著，我們最早還得在 2019 年才可能會看到搭載 Furian 的 iPhone 問世。

但我們真的就只能這樣等待？其他的可能性其實是存在的。從去年晚些時候開始，蘋果就一直在致力於對 Imagination 「挖牆腳」，據了解已經至少有 25 名員工和高管離開原公司，來到了蘋果。

在上個月的一次科技會議中，蘋果的 CFO 盧卡·馬斯特裡透露，近年來陡然增高的研發經費是公司開始朝向基礎技術自主研發的結果，不再想要依賴其他供應商。結合這兩件事，業界認為蘋果已經呈現出要打造自家的 GPU 的趨勢。到 Furian 架構 GPU 上市的時候，說不定蘋果已經有了更好的解決方案。