Android Шаг за Шагом: Видеоускорители и все что с ними связано
Многие из вас качали кэш к играм, или смотрели характеристики какого-либо устройства. Каждый видел, что были какие-то непонятные слова вроде Tegra, Adreno, Mali, PowerVR. Давайте узнаем, что же это такое.
Содержание
Все выше перечисленное — видеоускорители. Видеоускоритель — это одна из главный частей в SoC (System on the Chip), сокращенно GPU. GPU, или Graphic Processing Unit — это такой чип, интегрированный в CPU, и он отвечает за 2D и 3D графику. И их производительность измеряется в Flops. CPU, или Central Processing Unit, одним словом процессор.
Рассмотрим виды самых популярных GPU. Их 4 вида:
- Tegra (GeForce ULP) от NVIDIA
- Adreno от Qualcomm
- Mali от ARM
- PowerVR от Imagination Technologies
Также есть менее популярные GPU, но рассмотрим их в следующий раз.
Tegra (GeForce ULP)
Само вообще появление такого SoC как Tegra началось в 2007 года, из-за приобретения компанией NVIDIA компанию PortalPlayer. В то время процессор не пользовался популярностью, так как мощь была не конкурентоспособной, и сама Tegra использовалась в плеерах, смартфонах под Windows Mobile и Windows CE.
Все изменилось после ставки NVIDIA на новую операционную систему от Google — Android. Так в 2010 появился двухъядерный Tegra 2 для планшетов, а в 2011 для смартфонов. Потом появился Tegra 3 и дальше Tegra 4, 4i, К1 и Х1.
Сама эволюция в плане графических возможностей началась с Tegra 2. В GPU процессора от NVIDIA было 8 графических ядер, полная поддержка Direct3D Mobile и OpenGL ES 2.0 и производительность в 6.7 GFLOPS при 400 мГц.
А в GPU Tegra 3 уже 12 графических ядер, 12.4 GFLOPS при частоте 520 мГц.
Уже в 2012 были в играх эксклюзивы для Tegra, к примеру, улучшенная графика, спецэффекты и прорисовка, а также, оптимизация. Довольно мало людей жаловались на нехватку производительности.
Я уже молчу о Tegra 4 и 4i c 72/60 графическими ядрами с поддержкой OpenGL ES 3.0 и 96.8 GFLOPS с 72 ядрами при частоте 672 мГц, и 74.8 GFLOPS с 60 ядрами при 660 мГц.
Речь не идет о К1 с 192 графическими ядрами, поддержкой Direct X 12, OpenGL ES 3.1 и производительностью в 360 GFLOPS при частоте 850 мГц.
Не будем говорить о Х1 с производительностью в 1 TFLOPS, с 256 графическими ядрами при частоте 1 Ггц. Сразу можно сказать, что мобильный рынок развивается.
Но куда такая мощь без должной оптимизации? Именно сейчас NVIDIA занимается этим.
Она запускает разные экслюзивы, такие как Portal и Half-Life 2 и так далее. Эти все приложения находятся в специальном маркете для Tegra — Tegrazone.
В общем, если вы любите играть, то брать Tegra.
Adreno от Qualcomm (Snapdragon SoC)
Полноценное появление Adreno появилось после запуска линейки SoC Snapdragon компанией Qualcomm в 2009 году.
Первым мобильным устройством на Snapdragon был Toshiba TG01 с Adreno 130, а далее HTC HD2.
P.S Мощь чипсетов можно сравнить с игровыми приставками.
После развития Android и Windows Phone, само развитие Snapdragon пошло резко вверх. За 6 лет уже произведено 5 поколений SoC Snapdragon. S1, S2, S3, S4 и 200/400/600/800.
За эти пять поколений было запущено множество видов процессоров, что можно запутаться. Для этого можно посмотреть таблицу ниже, где я собрал популярные на данный момент виды GPU и их процессоры.
А вот список производительности Adreno в GFLOPS (Чем больше, тем лучше):
- Adreno 130 — 133 мГц — 1.2 GFLOPS
- Adreno 200 — 245 мГц— 4 GFLOPS
- Adreno 203 — 294 мГц — 9.4 GFLOPS
- Adreno 205 — 266 мГц — 8.5 GFLOPS
- Adreno 220 — 320 мГц — 19 GFLOPS
- Adreno 225 — 400 мГц— 26 GFLOPS
- Adreno 305 — 450 мГц — 24 GFLOPS
- Adreno 320 — 450 мГц — 86 GFLOPS
- Adreno 330 — 450-578 мГц — 130-167 GFLOPS
- Adreno 420 — 600 мГц — 172 GFLOPS
- Adreno 430 — 700 мГц — 454 GFLOPS
Чипсеты Snapdragon используются во многих устройствах, особенно в флагманах. Об оптимизации в играх можно и не волноваться из-за популярности GPU, а последние версии поддерживают OpenGL ES 3.1 и Direct X 11.
Mali от ARM
Mali — это GPU от ARM. Делится на 4 поколений: Utgard, Midgard 1/2/3.
Первый GPU был Mali-55 с поддержкой OpenGL ES 1.1 и с одним графическим ядром, который признан самым маленьким графическим чипом, появился впервые в LG Renoir, где Mali-55 используется только для оптимизации работы интерфейса.
Второй опыт в создании GPU был Mali-200. Тогда он уже поддерживал OpenGL ES 2.0 с 1 графическим ядром при частоте 275 мГц.
Третий опыт был на Mali-300. Он мог воспроизводить графику уровня PlayStation Portable, частота GPU была 395 мГц.
Четвертый опыт в создании GPU был революционным — Mali-400 — продолжение Mali-300, но с поддержкой многоядерности до 4 графических ядер, в следствии чего производительность увеличивается до 4-ех раз. Частота в 395-533 мГц, производительность в 2.5 до 19 GFLOPS. Популярен среди смартфонов и планшетов 2013.
Также есть Mali-450. Это тот же самый 400, но производительность увеличена в два раза. Может иметь до 8 графических ядер, частоту от 375 до 700 мГц и производительность в 30-60 GFLOPS.
Mali-Т760 — самый мощный GPU среди Mali, с поддержкой до 16 графических ядер, частота 685 мГц и 376 GFLOPS! Поддерживает OpenGL ES 3.1, OpenCL1.2, OpenVG 1.1 и Direct X 11.1.
Самые популярные GPU Mali вы можете рассмотреть в данной таблице:
Более 35-40% устройств работают с Mali. Поэтому можете не ждать таковых фризов и лагов в играх.
Обычно Mali можно встретить в чипсетах Exynos, MediaTek, AllWinner, Rockchip.
Power VR от Imagination Technologies
GPU созданная от Imagination Technologies, еще в далеких 90-ых. Была даже в то время на равне с AMD и NVIDIA, но из-за быстрых развитий других компаний, отстала от них. После чего они перешли на мобильную и бытовую технику.
Пропустим все прелюдии и начнем сразу с GPU:
Видов GPU так много, что я просто покажу вам список по производительности GFLOPS (Чем больше, тем мощнее):
- SGX530 — 200-300 мГц— 1.6-2.4 GFLOPS
- SGX531 — 200 мГц — 1.6-2.4 GFLOPS
- SGX531 Ultra — (MT6577, MT6575) — 522 мГц — 4.2 GFLOPS
- SGX535 — 300 мГц — 2.4 GFLOPS
- SGX540 — 153 — 512 мГц — 3.2-6.1 GFLOPS
- SGX543 — 200-300 мГц — 6.4-9.6 GFLOPS
- SGX543 MP2 — 250 мГц (Apple A5) — 16 GFLOPS
- SGX543 MP3 — 300 мГц (Apple A6) — 29 GFLOPS
- SGX543 MP4 — 250 мГц (Apple A5X) — 32 GFLOPS
- SGX544 — 286-357 мГц — 9.2-11.4 GFLOPS
- SGX544 — 600 мГц — 19 GFLOPS
- SGX544 — 300-533 мГц — 19-51 GFLOPS
- SGX545 — 533 мГц — 8.5 GFLOPS
- SGX554 — 300 мГц — 19 GFLOPS
- SGX554 MP4 — 300 мГц (Apple A6X) — 77 GFLOPS
- G6100 — 300 мГц — 19.2 GFLOPS
- G6200 MP2 — 300-500 мГц — 38.4-64 GFLOPS
- G6400 MP4 — 300 мГц — 77 GFLOPS
- G6430 MP4 — 450 мГц (Apple A7) — 115.2 GFLOPS
- GX6450 MP4 — 450 мГц (Apple A8) — 115 GFLOPS
Сами графические чипы можно встретить в процессорах от Apple, MTK, AllWinner, Intel, Samsung.
Мы рассмотрели 4 вида популярных графических видеоускорителей от 4 разных производителей. У каждого свои минусы, у каждого свои плюсы. Также вы узнали что такое GPU, CPU, и по немногу историю каждого видеоускорителя.
Надеюсь, вам чем-то поможет данная статья, и удачи в ваших приключениях!
P.S Спасибо моему другу Timblaer за оформленные таблицы и спасибо за идею про видеоускорители пользователю Artyoms.
Источник
Видеоускорители в телефонах: то, что нужно знать о мобильной графике
Современный смартфон строится по схеме обычного компьютера, только очень маленьких размеров. У него есть центральный процессор, оперативная память, долговременный энергонезависимый накопитель и, конечно же, видеоускоритель. Это такой чип, благодаря которому трехмерные игры могут иметь красочную и реалистичную графику. Иначе говоря – это «видеокарта», которая есть в каждом смартфоне. Тем, кто собирается покупать мобильный гаджет для игр, будет полезно знать, какие видеоускорители устанавливаются в телефонах и какая у них производительность. Об этом и расскажет обзор чипов мобильной графики ниже.
Подавляющее большинство продающихся мобильников имеют видеоускорители одного из трех типов. Это Mali, Adreno, PowerVR SGX и GeForce Ultra-Low Power (ULP).
Разработкой графической архитектуры Mali занимается британская компания ARM. Эти чипы являются составной частью различных систем на чипе (SoC). Так называют микросхемы, которые фактически являются целым компьютером и содержат в себе все главные элементы. Mali используют в своих продуктах Samsung, Gigabyte, Rockchip и другие. Например, Mali-400 MP входит в состав SoC Samsung Exynos 421x. Она используется, к примеру, в Samsung Galaxy SII и SIII.
PowerVR — это детище компании Imagination Technologies, которая ранее занималась разработкой видеоускорителей для настольных ПК. Чипы PowerVR используются в продуктах Samsung, Apple, Motorola и других. Так, разные поколения видеоускорителей от PowerVR установлены во всех Apple iPhone.
Сейчас подразделением мобильной графики Adreno владеет Qualcomm. Она выкупила данную технологию у AMD, а та, в свою очередь, приобрела Adreno вместе с активами ATI. Последняя являлась собственником Adreno с 2006 года, когда купила финскую компанию-разработчика графики BitBoys.
GeForce ULP — это мобильная версия видеоускорителя NVIDIA, которая входит в состав системы на чипе Tegra всех поколений. Главное преимущество Tegra перед конкурентами – специализированный контент, который предназначен только для устройств на базе этой SoC. Все благодаря тесной работе NVIDIA с разработчиками игр, которые оптимизируют игры для графики GeForce. Все переработанные под Tegra приложения находятся в специальном магазине приложений Tegra Zone.
Чтобы узнать, какой видеоускоритель стоит в смартфоне, нужно знать точную маркировку модели или ее системы на чипе. Владельцы гаджетов на Android могут это сделать с помощью таких программ, как Quadrant, AnTuTu Benchmark, 3DRating Benchmark. После чего – заглянуть в таблицу ниже.
Название модели мобильного гаджета | Название системы на чипе, которая используется в мобильном гаджете | Название мобильного видеоускорителя |
Samsung Galaxy S III, Galaxy Note II, Galaxy Note 10.1 | Samsung Exynos 4412 | Mali-400 MP4 |
Samsung Chromebook XE303C12, Nexus 10 | Samsung Exynos 5250 | Mali-T604 MP4 |
Samsung Galaxy S II, Galaxy Note, Tab 7.7, Galaxy Tab 7 Plus | Samsung Exynos 4210 | Mali-400 MP4 |
Samsung Galaxy S, Wave, Wave II, Nexus S, Galaxy Tab, Meizu M9 | Samsung Exynos 3110 | PowerVR SGX540 |
Apple iPhone 3GS, iPod touch 3gen | Samsung S5PC100 | PowerVR SGX535 |
LG Optimus G, Nexus 4 | Qualcomm APQ8064 | Adreno 320 |
HTC One XL, Nokia Lumia 920, Lumia 820, Motorola RAZR HD, Razr M, Sony Xperia V | Qualcomm MSM8960 | Adreno 225 |
HTC One S, Windows Phone 8x, Sony Xperia TX/T | Qualcomm MSM8260A | Adreno 220 |
HTC Desire S, Incredible S, Desire HD, SonyEricsson Xperia Arc, Nokia Lumia 800, Lumia 710 | Qualcomm MSM8255 | Adreno 205 |
Nokia Lumia 610, LG P500 | Qualcomm MSM7227A | Adreno 200 |
Motorola Milestone, Samsung i8910, Nokia N900 | TI OMAP3430 | PowerVR SGX530 |
Samsung Galaxy Nexus, Huawei Ascend P1, Ascend D1, Amazon Kindle Fire HD 7? | TI OMAP4460 | PowerVR SGX540 |
RIM BlackBerry Playbook, LG Optimus 3D P920, Motorola ATRIX 2, Milestone 3, RAZR, Amazon Kindle Fire 1 и 2 | TI OMAP4430 | PowerVR SGX540 |
Motorola Defy, Milestone 2, Cliq 2, Defy+, Droid X, Nokia N9, N950, LG Optimus Black, Samsung Galaxy S scLCD | TI OMAP3630 | PowerVR SGX530 |
Acer Iconia Tab A210/A211/A700/ A701/A510, ASUS Transformer Pad, Google Nexus 7, Eee Pad Transformer Prime, Transformer Pad Infinity, Microsoft Surface, Sony Xperia Tablet S, HTC One X/X+, LG Optimus 4X HD, Lenovo IdeaPad Yoga | nVidia Tegra 3 | GeForce ULP |
Acer Iconia Tab A500, Iconia Tab A501, Iconia Tab A100, ASUS Eee Pad Slider, Eee Pad Transformer, HTC Sensatoin/XE/XL/4G, Lenovo IdeaPad K1, ThinkPad Tablet, LG Optimus Pad, Optimus 2X, Motorola Atrix 4G, Electrify, Photon 4G, Xoom, Samsung Galaxy Tab 10.1, Galaxy Tab 8.9, Sony Tablet P, Tablet S | nVidia Tegra 2 | GeForce ULP |
Apple iPhone 5 | Apple A6 | PowerVR SGX543MP3 |
Apple iPad 2, iPhone 4S, iPod touch 5gen, iPad mini | Apple A5 | PowerVR SGX543MP2 |
Apple iPad, iPhone 4, iPod touch 4gen | Apple A4 | PowerVR SGX535 |
Ресурс Techivian провел тестирование самых популярных моделей видеочипов и получил такой рейтинг производительности:
Иными словами, если нужен смартфон, который сможет работать с «тяжелыми» трехмерными играми и через год после выпуска, тогда требуется брать гаджет с топовым видеоускорителем. Это Mali 400, Adreno 225 и Adreno 320. Для казуальных и двухмерных игр будет достаточно смартфона с видеоускорителем среднего класса. Это Adreno 200 и 205, PowerVR SGX543, а также Mali 300. Они обеспечивают графику уровня Sony PSP.
Но совсем скоро мобильные чипы перейдут от графики уровня портативных консолей до качества настольных приставок. Например, чип Mali-T658, который появится в этом году, обещает увеличение производительности до 10 раз, по сравнению с Mali-400.
Источник