手机GPU详解.docx

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手机GPU详解

智能手机GPU排行榜！

SGX540对比Mail400！

Adreno220、SGX530、SGX535性能对比！

sgx540和mali400哪个好？

？

2012年02月18日星期六10:

58

最新出炉的各智能手机GPU排行！

智能手机显示性能揭秘！

如遇到打不开的链接，可能是您用手机或平板登录的原因。

换用电脑登录即可解决。

前言:

手机的3D性能配置高不高，也就是玩游戏流不流畅，看"中央处理器（CPU）"是其次，最主要是要看"图形处理器（GPU）"。

于是我找了部分网络数据及SmartBench评测软件进行评测跟分析，得出的排名如下。

****-----------------------

比较:

"安卓"及"苹果"手机跟平板电脑的图形处理器（GPU）

頂:

最弱（Adreno200）/底:

最强（PowerVRSGX543MP2）

9）[Adreno200]

GoogleNexusOne

HTCDesire

SEXperiaX10

8）[Adreno205]

HTCDesireHD

HTCDesireZ

HTCDesireS

HTCIncredibleS

HTCFlyer（TabletPC）

SamSungGalaxySPlus

SEXperiaRay

SEXPERIAPlay

SEXperiaNEO

SEXperiaArc

SEXperiaArcS

SEXperiaMiniPro

7）[Adreno220]

HTCSensation

HTCEVO3D

SamSungGalaxySIILTE

SamSungGalaxyTab8.9LTE（TabletPC）

6）[PowerVRSGX530]

LGOptimusBlack（P970）

MotoMilestoneXT701

MotoMilestoneXT702

MotoMilestoneXT720

MotoMilestone2/Droid2

MotoDroidx

MotoDefy

MotoDefy+

SamsungGalaxySSL

5）[PowerVRSGX535]

AppleiPad（TabletPC）

AppleiPhone3GS

AppleiPhone4

4）[Mali-400MP]

SamSungGalaxySII

SamSungGalaxyTab7.7（TabletPC）

3）[NVIDIAGeForceULV]

LGOptimus2X

MotoATRTX

MotoDroidx2

MotoXOOM（TabletPC）

SamSungGalaxyZ

SamSungGalaxyR

SamSungGalaxyTab10.1（TabletPC）

SamSungGalaxyTab8.9（TabletPC）

2）[PowerVRSGX540]

GoogleNexusS

GoogleNexusPrime

LGOptimus3D

MotoMilestone3/Droid3

SamSungGalaxyS

SamSungGalaxyTab（TabletPC）

1）[PowerVRSGX543MP2]

AppleiPad2（TabletPC）

AppleiPhone4S

****-----------------------

[以上补充]#不要给上面的数据骗了,3D性能的表现还要配合"中央处理器（CPU）",才能发挥最大功效。

例如双核CPU手机的3D性能,肯定比单核CPU手机高很多。

#以上排名是引用部分网络数据来源及评测软件SmartBench（Gaming）进行评测,它们的准确性还有待详细评测;如果数据造成你个人损失,本人一律概不负责。

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这里把手机GPU介绍的很详细，我也转个GPU比较的文章

大家应该都知道，目前智能手机屏幕越来越大，系统越来越华丽，游戏特效越来越眩目，传统手机纯CPU处理的方式已经完全不能满足现今智能手机发展的需要了。

那么什么是纯CPU处理方式呢？

以前的智能机，其实都是不带显示核心的，所有的软件、游戏都是由CPU进行处理，呈现在屏幕上。

但是CPU的图形处理能力很低很低，这也导致了传统的智能手机玩稍微大一点的游戏往往力不从心，大型3D游戏更是成为了奢望。

随着近几年智能机的高速发展，3D加速芯片的引入为智能机的娱乐性注入了强大的生命力。

有了3D加速芯片，我们可以流畅地运行各种3D游戏和3D应用程序，体验到前所未有的感觉。

早期的3D加速芯片功能比较单一，性能也比较低，仅仅只为3D程序提供一定的辅助处理作用。

而随着科技的发展，现在的3D加速芯片早已演化成真正意义上的GPU（GraphicProcessingUnit，图形处理器），已经不只是传统的3D加速器。

GPU不仅仅是负责必要的3D处理，准确地说，它将所有图形显示功能从CPU那里都接管了过来，并且还提供了视频播放、视频录制和照相时的辅助处理，使得CPU被大大解放，可以专心地处理纯指令，而不再需要去负责繁重的图形处理任务了。

系统的3D性能得到极大的提升。

所以，手机GPU的诞生，是移动市场的一次大革命。

本文，正是从GPU说起……

GPU，是一块高度集成的芯片，其中包含了图形处理所必须的所有元件，GPU和CPU之间通过RAM内存进行数据交换。

在手机主板上，GPU芯片一般都是紧挨着CPU芯片的，如果要辨别哪个是GPU哪个是CPU的话，也很简单：

GPU芯片一般个头都比较大。

GPU的数据指标很多，但是手机中衡量一款GPU性能好坏的关键，则是看它的多边形生成能力和像素渲染能力。

什么是多边形生成能力呢？

其实手机上面，不管任何一幅画面，都是无数个大小不一的多边形互相拼接、遮盖而成的。

不仅是游戏，包括常规的系统界面，都是无数个多边形组成的图案。

所以，多边形生成速度的快慢，决定了GPU对图形处理的速度。

每秒钟生成的多边形越多，表明GPU的性能越高。

那么什么又是像素渲染能力呢？

大家都知道，手机的屏幕是一个一个像素构成的。

像素渲染的作用，就是决定每个像素是什么颜色，它的位置在哪里，具有什么图形属性等等。

只有经过像素渲染过的图，才能显示在屏幕上被我们看到，否则都是一行行枯燥的颜色及属性代码，没有任何视觉意义，也无法被我们看到。

GPU在图形处理时，是按照静态的图片，一张一张进行处理后显示在屏幕上的。

我们看到的游戏和视频里面人物和场景是运动的，实际上都是大量静态的图片由GPU连续高速显示在屏幕上导致的。

由于我们人眼并没有如此快的反应能力，所以看上去画面就像是运动的。

电视机也是这个原理。

所以，多边形生成能力和像素渲染能力，决定了一款移动GPU的好坏。

目前，市面上主流的移动GPU由三家公司生产。

英国Imagination公司的SGX系列，美国高通公司的Adreno系列，以及著名显卡芯片商美国NVIDIA公司的移动GeForce系列。

其中SGX系列GPU是目前智能手机中应用最广泛的GPU，高到三星i9000、iPhone4，低到里程碑1，还有诺基亚新发布的MeeGo手机N9，统统用的是SGX芯片。

而利用Adreno产品的手机相对少一些。

使用最少的是NVIDIA的GPU芯片。

下面分别简单介绍一下这三家公司目前主流的产品。

首先当然是大名鼎鼎的Imagination公司，目前旗下共有SGX510/520/530/535/540五款产品。

其中SGX510和520去向不明，无法得知它们究竟被应用在哪里，对它们的参数也是一无所知。

所以就从SGX530说起。

SGX530是Imagination公司主打中低端手机的产品，性能适中同时价格低廉，广泛应用在诸如：

里程碑1、里程碑2、诺基亚N9、MOTOME811等等手机上。

SGX530具备每秒输出1400万个多边形和提供每秒4.8亿像素（有说是2亿像素）的渲染能力。

可能有人要问了，这个水平到底怎么样呢？

可以提供一个数据作为参考。

诺基亚N95是早期智能机中提供3D加速的产品之一。

其CPU中自带的3D加速器多边形输出能力为每秒200万个。

也就是说SGX530的3D性能平均是N95的7倍以上。

这个水平即便在今天这样游戏天花乱坠的时代，仍然是基本够用的。

可以说，对于一般的3D游戏，甚至稍微大型一点的3D游戏，只要画面不是过于华丽，530都是可以轻松应付的！

那么N9中配备530显卡的目的，就请各位自行琢磨吧。

SGX535是530的升级版，代表产品则是著名的iPhone4和iPad。

535相对530来说性能提升是可观的，535具备每秒2400万多边形输出和4.8亿像素渲染的能力。

这个能力相对530提升是相当大的，多边形输出能力几乎翻了一倍，不得不怀疑Imagination是不是刻意限制530的性能以达到明确划分其产品线的目的。

目前535才是手机中的主流配置。

SGX535运行目前的游戏基本不在话下。

最后则是目前最高端的SGX540，代表作是三星i9000和魅族M9。

SGX540具备每秒2800万多边形输出和4.8亿像素渲染的能力。

（和530差距是不是有点大了……）也是目前比较高端的显卡，主要用在高端智能机中，游戏性能十分强劲。

接下来则是高通的Adreno系列产品，目前共有Adreno200/205/220三款。

除了220之外，其他两款在目前智能机中都有比较广泛的应用。

Adreno系列GPU历来以多边形输出能力强悍著称。

200是高通主打低端的产品，具备2800万多边形和1.33亿像素的处理能力。

可以看得出两家公司明显不同的发展策略：

Imagination公司更注重发展GPU的像素渲染能力，而高通公司则是看重了多边形输出能力。

目前200代表产品有HTCHD2、HTCDesire、索爱X10i、联想乐Phone等。

205则是中端型号，具备4500万多边形和2.45亿像素的处理能力。

代表产品有HTCDesireZ、HTCDesireHD、东芝TG01等。

220是最新推出的产品，也是Adreno系列目前最为高端的芯片，号称可以打败大名鼎鼎的高端显卡SGX540。

其8800万多边形和5.32亿像素的能力着实让人吃惊。

其中5.32亿像素渲染和540的4.8亿基本处在一个水平，但8800万多边形和540的2800万多边形则差距实在太大了。

游戏性能根据分析肯定会比540高出很多。

目前220尚未有任何一款已上市的产品采用，所以评测方面也无从知晓了。

最后，要请出我们今天的显卡性能冠军：

NVIDIA携它的力作GeForceULP登场。

其9000万多边形和12亿像素的恐怖处理能力，铸就了目前手机GPU业界性能的绝对第一。

根据多项评测，在主流甚至大型3D游戏上，GeForceULP可以狠狠将SGX540踩在脚下，性能差距之大完全能够用“秒杀”来形容。

Adreno220没有评测，差距不得而知，不过成为ULP的刀下鬼是没有任何悬念的。

GeForceULP芯片整合于NVIDIA自家推出的Tegra2双核处理器中，目前的代表作则是摩托ME860（国行，美版则叫Atrix4G，韩版叫MB860，实际上都是一个机型）和LGOptimus2X两款堪称神器的手机。

根据网上的评测和说法推测，这两款手机完全有潜力和即将出世的iPhone5一决高下。

所以喜欢高配的玩机族们，不妨考虑这两款采用NVIDIA处理器，图形性能毋庸置疑的力作。

最后的最后，小花再介绍几款比较“非主流”的GPU产品。

其中之一则是在N8、C7等塞班3手机中采用的博通BCM2727，具备3200万多边形和1.44亿像素的处理能力，性能中规中矩，没有太多亮点。

另外还有一款BCM2764，对它的规格和代表产品暂时不明确。

而另一个，则是今天非主流中的主角：

三星旗舰i9100中采用的Mali-400MP。

这是一款GPU行业绝对的非主流：

非主流的渲染方式、非主流的图形格式支持，以及非主流的外围支持。

这三大非主流，使得i9100刚上市便成为了跑分玩具。

Mali-400MP核心具备3000万多边形和2.75亿像素的处理能力，为什么我要说i9100是跑分玩具呢？

因为它是四个Mali-400MP组成的联合GPU，理论性能达到了1.2亿多边形和11亿像素每秒的能力，这样的性能使得装配Tegra2的摩托ME860在它面前都甘拜下风。

但是三星可怜的工程师们采用了与目前主流的图形制式极端不兼容的Mali-400MP作为i9100的图形核心，这一狠招直接将i9100旗舰的地位贬得一文不值。

因为从实际来看，i9100玩各种游戏，出现贴图错误和游戏图形不兼容而导致游戏无法运行的问题也是屡屡出现。

理论跑分上，i9100可以傲视当前一切产品，但是实际应用上，Tegra2才是目前的王者。

文章总结：

经过了上面详细的介绍，相信大家对目前常见的GPU都有一个初步的了解了。

GPU的性能其实再强，还是要有游戏和软件的利用才能发挥得淋漓尽致。

如果拿Tegra2处理器玩扫雷的话，和国产机估计也没有太多的区别。

所以还是一句话：

手机好不好，关键看实用，实用才是最好。

杜绝铺张浪费。

也希望大家在今后选购手机时，能多留心一下GPU信息，因为一款好的手机，不单是CPU强劲就可以的，GPU强劲，才能保证手机性能的全面提升.

移动GPU：

ARMMali图形处理单元全解析

ARMMali图形单元简介

目前应用在手机和平板电脑端的GPU主要由三家公司执行设计——Imagination公司、高通公司和ARM公司。

其中，ARM和Imagination公司并不进行GPU的实际生产，而是主要出售芯片设计技术（IP）的授权。

本文将简单介绍ARM的GPU，其他两家暂时不谈。

大家都知道ARM在移动微处理器方面非常具有威望，其实它在GPU方面的造诣同样很高，只是在手机和平板电脑中的应用并不非常广泛，大部分集中在嵌入式设备中。

作为业界顶级芯片厂商，ARM为各类便携智能设备以及其它相关产品提供包括CPU、GPU在内的多方面的解决方案，其中ARM的GPU就是Mali系列，它包括有世界上最小的符合OpenGLES1.1的GPU，也有支持全高清解码、或者具有可扩展性的多核解决方案，为高端数字娱乐系统提供强劲支持。

ARM官网有关ARMMali图形单元的信息

从ARM的官方网站我们可以了解到，目前ARMMali硬件IP有Mali-55、Mali-200、Mali-300、Mali-400MP和Mali-T604五款。

但是我们日常应用的主要有Mali-55和Mali-200两款。

Mali-55代表方案（SOC）：

瑞芯微RK2818

Mali-200代表方案（SOC）：

TelechipsTCC8902

相比上面提到的其他两家公司的GPU产品而言，ARM公司在手机及平板界的应用范围的确并不是很广泛，这可能与Mali-55和Mali-200的表现不佳有关，不过ARMMali在嵌入式设备中应用比较广泛，随着Mali-300、Mali-400MP以及Mali-T604等产品的推出，Mali系列性能将会发生质的飞跃，整体状况可能也会随之改观。

Mali-55

Mali-55：

Mali-55示意图

Mali-55GPU是世界上符合OpenGLES1.1的最小GPU，它使用Mali基于Tile的渲染体系结构来最大限度提高显示图像时的能源使用效率，并最大限度降低系统上的带宽要求。

Mali-55还符合OpenVG1.0标准，从而提供极佳的字体渲染和矢量绘图加速。

面积

1.0平方毫米（65纳米低电压工艺[LP]的面积）

图形和通用运算标准（API）

OpenGLES1.1

OpenVG1.0

二级高速缓存

无

内存系统

MMU

频率

240MHz（65纳米高电压工艺[GP]的频率）

三角形输出率

1M/秒（275MHz频率下成绩）

像素填充率

100M/秒（275MHz频率下成绩）

优点：

能耗低

缺点：

性能低，支持有限的显示分辨率

注：

MMU是MemoryManagementUnit的缩写，中文名是内存管理单元，在此我们可以理解为虚拟显存管理器。

Mali-200

Mali-200：

Mali-200示意图

Mali-200是世界上授权最广泛的OpenGLES2.0加速器，可为移动和嵌入式设备中的用户界面、导航、浏览以及游戏提供高级二维和三维加速，同时将能耗和硅晶片面积降到最低。

Mali-200应用领域包括无线/移动、导航、机顶盒/DTV、便携式媒体播放机、移动Internet设备，等等。

面积

4.1平方毫米（65纳米低电压工艺[LP]的面积）

图形和通用运算标准（API）

OpenGLES1.1/2.0

OpenVG1.1

内存系统

MMU

频率

230MHz（65纳米低电压工艺[LP]）

380MHz（65纳米高电压工艺[GP]）

三角形输出率

16M/秒（275MHz频率下成绩）

像素填充率

275M/秒（275MHz频率下成绩）

点评：

性能提升明显，但在平板电脑等移动终端领域优化不到位。

Mali-400MP

Mali-400MP：

Mali-400MP示意图

Mali-400MP是世界上第一个符合OpenGLES2.0的多核GPU，可提供卓越的二维和三维加速性能，最高可扩展至1080p分辨率，同时使ARM®在能耗和带宽效率方面保持领先地位。

Mali-400MP可从单核扩展到四核，性能提升明显。

MP是“MPCore”的缩写，代表可扩展性，简单的认为就是可以实现多核。

面积

4.7平方毫米（具有32kB二级高速缓存的单核Mali-400MP所占用面积）

图形和通用运算标准（API）

OpenGLES1.1/2.0

OpenVG1.1

二级高速缓存

8KB-256KB二级高速缓存

内存系统

MMU

频率

240MHz（65纳米低电压工艺[LP]）

395MHz（65纳米高电压工艺[GP]）

三角形输出率

30M/秒（275MHz频率下成绩）

像素填充率

275M/秒（275MHz频率下成绩）

注：

上图中数据是Mali-400MP的单核成绩。

Mali-300

Mali-300：

Mali-300示意图

之所以把Mali-300放在后面来介绍，是因为Mali-300的推出时间比Mali-400MP要晚。

Mali-300GPU提供的性能水平介于ARMMali-200和可扩展多核Mali-400MP嵌入式图形解决方案之间。

Mali-300GPU是基于与Mali-400MP同样的基础架构，拥有8KB二级高速缓存，能以业界领先的存储器带宽效率实现高清性能。

图形和通用运算标准（API）

OpenGLES1.1/2.0

OpenVG1.1

二级高速缓存

8KB二级高速缓存

内存系统

MMU

频率

240MHz（65纳米低电压工艺[LP]）

395MHz（65纳米高电压工艺[GP]）

三角形输出率

30M/秒（275MHz频率下成绩）

像素填充率

275M/秒（275MHz频率下成绩）

简单地说，我们可以把Mali-300当做Mali-400MP的单核精简优化版。

Mali-T604

Mali-T604：

Mali-T604示意图

Mali-T604属于ARM推出的最新的第四代嵌入式图形芯片。

该芯片使用了创新性的“Tri-pipe”三管道设计，核心数量可由用户配置至最多4核，最高性能可达到第三代产品的5倍。

图形和通用运算标准（API）

OpenGLES1.1,2.0

OpenVG1.1

OpenCL1.1,1.2

DirectX

二级高速缓存

可配置L2Cache（推荐每核心分配32KB）

内存系统

MMU

看点：

DirectX和OpenCL1.1,1.2

总结：

ARM公司的处理器在移动领域叱咤风云，但同期的MaliGPU却一直被Imagination公司的PowerVR系列压制，因此在手机等终端领域中应用并不算广泛。

以Mali-T604为代表的第四代Mali显卡力争上游，开始实现了对DirectX的支持，为桌面和移动设备的3D沟通搭建起了一座桥梁。

大家知道在PC3D领域，DirectX一家独大，将Glide、OpenGL等API标准踩在脚下。

而DX的优势则在于拥有庞大的开发队伍，游戏开发环境优于旁者。

Mali-T604的推出也从一定程度上暗示出，移动终端的GPU大战似乎即将爆发。

智能手机A8时代，CPU，GPU详解及对比

目前市场上主流Android手机使用的几大类CPU和不外乎三星的S5PC110（下面简称C110），Ti的OMAP3430（36X0），高通的Snapdragon8X50（MSM7230/MSM8225）。

这些产品价格较分散，在1500至2500都有产品。

1.德州巨人：

TexasInstruments德州仪器

Ti的OMAP3430（L164KB，L2256KB，支持256MDDR）是业界第一个运用ARM7instructionset（ARM7指令集）的CPU，Ti叫它为CortexA8（Ti完全采用ARM公司提供的构架，没有修改，所以推出产品的速度很快），正因为是第一个采用新构架的CPU，所以性能比原先的ARM11构架的U提高很多，一般认为同频下ARM7性能是ARM11的200%（顺便对诺基亚目前的旗舰机还在使用600M左右的ARM11构架的烂U表示无力，另外HTC早期的G1，G2，G3这些也使用ARM11构架的CPU）。

也正因为OMAP3430推出的时间早，所以就目前而言，已经有些跟不上主流了，问问使用MS的童鞋在升级到Android2.2之后在播放Flash遇到的问题就知道了，3430CPU最高就支持256M，不是Moto吝啬，没当初给你上个512MRAM。

OMAP36X0（支持512MDDR2）和OMAP3430的区别，就在于前者采用45NM制程，后者用的65NM制程，两个的构架都是CortexA8，并没有区别。

先进的制程带来的优点就是更高的频率和更小的耗电和发热。

不过说到频率又要说Ti和Moto的不厚道了，Milestone2和Droid2采用的OMAP3630，设计频率是800M，硬是给超频到1G在卖，Droid2国际版采用的OMAP3640设计频率1G，也给超频到1.2G卖。

虽说CPU这类产品本来就存在超频的余地，不过不按设计频率卖，总是让人不舒服的。

OMAP3430和后面的OMAP36X0都集成了SGX530的显示核心，不过因为CortexA8在65NM时代，并控制不了功耗问题，所以Ti在控制OMAP3430频率