移動GPU大戰，光追技術成香餑餑？_風聞

配圖來自Canva可畫

智能手機市場的“下行”，給整個智能手機產業鏈都帶來了巨大的“衝擊”，圍繞上游芯片的“內卷”也愈演愈烈。從高通到聯發科，再到英偉達、AMD、ARM，幾乎全球頭部的芯片巨頭，都無一例外地參與到了手機GPU的對決之中。

前腳三星攜手AMD、高通發力自研GPU，後腳正在衝擊高端市場的聯發科，表示將與英偉達進行合作，預計最快將在2024年聯發科的旗艦芯片上搭載英偉達GPU，強化聯發科芯片的AI和遊戲性能，蘋果等智能終端廠商也不甘示弱紛紛跟進，呈現出一派“爭先恐後”的架勢。

英偉達與聯發科的夢幻聯動

理想情況下，聯發科可以藉由英偉達在GPU上的理解和技術實力，一舉拉近與驍龍旗艦芯片、蘋果A系列在GPU方面的差距，甚至是超越，進而使聯發科也搶到更多的高端手機芯片市場份額。當然，這是雙方的遠期願景，實際執行層面則還存在着諸多的不確定性。

從目的上來看，英偉達入局GPU市場，是看中了Arm架構給高性能芯片市場帶來的全新可能以及智能手機GPU市場的巨大潛力。

伴隨着移動終端的飛速發展，ARM架構開始越來越廣泛地被應用到相關市場。據分析機構New Street Research估計，在價值250億美元的智能手機芯片市場，ARM約佔99%的份額，這種情況下各路芯片廠商自然放不下這個蛋糕。而聯發科作為世界上最大的基於Arm的SoC供應商之一，其技術應用與生態客户都符合英偉達的需求，因此兩者合作自然不在話下。另外，智能手機作為全球最大的遊戲平台的巨大利益，完全可以彌補PC市場萎縮留下的巨大缺口。

此前，英偉達公佈了2022年第四季度及全年業績報告，遊戲和數據中心依然是英偉達最核心的兩大業務。全年來看，數據中心（含 AI）業務營收達到了150.1億美元，同比增長41%；遊戲業務營收90.7億美元，同比下滑27%。面對下滑的遊戲業務，英偉達迫切需要找到一個新的增長引擎，而手遊市場無疑正是這樣的一個領域。

從效果上來看，有AMD與三星聯手效果不及預期在前，聯發科與英偉達的合作會不會“步其後塵”很難説。

去年年初，三星發佈的旗艦芯片Exynos 2200，其中就搭載了基於AMD RDNA2架構開發的GPU，首發支持移動光追和可變速率着色等高級圖形處理功能。但從後面 Exynos 2200 的表現來看，三星和AMD的首次攜手顯然談不上成功，能效遠低於外界預期。在今年最新一代旗艦手機S23系列上，三星甚至在全球範圍內轉向高通驍龍平台，Exynos平台則轉而服務三星自家的中端或入門級產品。

當然，雙方並沒有因為第一次合作產品不達預期就暫停合作，而是繼續在相關方向努力。這也意味着即便是“強強聯合”，英偉達與聯發科之間的“夢幻聯動”同樣存在不確定性，並不可能一蹴而就。

高通、蘋果兩強並立

相比其他手機芯片廠商，蘋果和高通長期以來處於手機GPU的領先地位，而這種領先地位則主要得益於其自研GPU架構帶來的好處。

首先，原創式的GPU可與驍龍芯片的其他硬件之間形成更好的設計整合和功能聯動，從而帶來更高的AI性能和更為出色的能效比。

比如高通從2018年的驍龍845，開始就推出了異構計算的人工智能引擎AI Engine，通過CPU、GPU和DSP三方協同的方式實現頂尖的AI處理功能。通過自研架構，GPU的三方協同更加默契，驍龍AI算力因此得到了很好的挖掘，一直遙遙領先於行業，甚至達到了超乎想象的每秒26萬億次的AI計算能力。

其次，高通在GPU上面的高度原創能力，還賦予了高通推出一大批自有遊戲優化技術的主動性。比如，高通推出的驍龍Elite Gaming，就是專門針對遊戲玩家推出的一整套軟硬件功能，其能夠給玩家帶來全方位的遊戲體驗提升。從高通驍龍865旗艦芯片開始，其採用的驍龍Elite Gaming特性就包含了Adreno GPU驅動更新。這讓手遊也可以像桌面遊戲一樣，可以由玩家自行掌控圖形驅動更新和GPU設置，享受最新的遊戲特性體驗。

但Adreno GPU也不是憑空而生的，高通Adreno技術其實來源於ATI Imageon系列低功耗 GPU。2006年，AMD收購了處在低谷的ATI公司，但由於內部資金不寬裕，兩年之後又轉手賣掉，而接手的正是高通，這也是高通該項技術的核心來源。隨着高通對該項技術的不斷發展，高通驍龍 Adreno GPU應運而生，這也使得高通成為了Android生態中唯一一家能夠獨立自行研發移動GPU架構而無需購買Arm公版授權的廠商。

對於一心想要掌握核心技術的蘋果而言，其對自研GPU更是情有獨鍾。蘋果A系列處理器，從A7的28nm開始之後，高通就被蘋果狠狠甩在身後，至今已經有9年了。而A系列處理器的每一次更新，都意味着蘋果CPU和GPU性能的又一次躍升，幾乎沒有例外，差別只在於提升多少的問題。拿A14與A15來説，A14單核比前代提升18.3%，雙核比前代提升18.1%；A15單核、雙核較前代提升9.8%、23%。

值得注意的是，近年來高通加強了對GPU的關注度，其GPU性能提升也十分明顯，目前已經具備了以蘋果A系列一較高下的能力。尤其是驍龍8這一代，GPU性能提升幅度更是達到了驚人的50-60%，這在智能手機芯片的發展歷史上都是極為罕見的，高通今年推出的驍龍8Gen2更是在GPU方面，一舉超越A16，成為移動端SOC最強GPU。

不過，蘋果A16表現不及預期事出有因，主要是其不敢冒功耗上升、發熱增加的風險，預計在下一代的自研芯片中，這部分問題將得到更好的解決，這也意味着高通與蘋果之間的“競爭”仍沒有落下帷幕。

光追技術成下一焦點

值得一提的是，蘋果A16表現不及預期的原因正在於，其在引入移動光追技術的同時，卻在芯片設計上犯下錯誤，因此不得不挪用上一代GPU架構。其實，不只是蘋果，包括高通、聯發科、三星和AMD等芯片廠商，都對時下“大熱”的光追技術青睞有加，紛紛力推相關技術的落地。

一方面，過去圍繞高幀率展開的“競爭”，對手機廠商本身的幫助越來越有限了。幀率主要指的是電腦圖像處理能力的速度，通常用“每秒傳輸幀數”來衡量，單位為“FPS”，通常人眼對於連續圖像的刷新率大約為24幀/秒。通常情況下，幀率越高顯示畫面越流暢，用户體驗越好。比如，顯示器的幀數一般是60幀，即每秒顯示60張圖片，如今主流的遊戲顯示幀數也是60幀，達到這個數量才能夠保證流暢的遊戲體驗。

如果幀數低於60幀，則會出現卡頓、遊戲體驗會變差的情況，所以幀數越高越好。正是基於這一想法，包括一加、OPPO、vivo、小米等主流手機廠商，都在提升幀率方面“調集”了重兵。比如，2019年一加的oneplus 7系列推出基於90Hz刷新率的屏幕硬件，曾一度引領高幀率手遊的風向，但如今手機刷新率120Hz已經成了標配，包括vo榮米華等在內的國產手機廠商，都已經有了120Hz刷新率的手機了。

但在高幀率的“背面”，是高幀率對處理器性能要求的提高。如果普通性能的手機，在長期高幀率模式下容易發燒、發熱，從而出現自動卡頓和掉幀的情況；另外，高幀率會加速手機耗電速度，導致手機續航時間大大縮短，嚴重影響手機使用體驗。在此背景下，用户將不得不基於“高幀率”需求進行“換機”，通過更新設備使用更新、更高性能的處理器來提升體驗，這在智能手機增量時代被廠商們用的“爐火純青”，但在存量時代換機週期大大延長的背景下，再難起到更大的作用了。

另一方面，移動光追技術有利於改善遊戲的畫質，從另一個層面改善遊戲體驗。近年來在“高幀率競爭”之下，提升幀率幾乎成了眾多廠商唯一的標準，但幀率的提升不可能一蹴而就，而且一些廠商為了追求幀率提升而犧牲分辨率的行為，並沒有給遊戲用户帶來真正的極致體驗。

於是，廠商在高幀率之外開始迴歸畫質尋求解決方案，作為近幾年發展最快的技術，光追技術日益受到了人們的重視。其好處體現在：一是相比傳統光柵化渲染技術，它的處理方式更簡單；二是它在視覺效果方面會帶來明顯的優化（出現了超分辨率），它能夠使開發者在遊戲畫質與性能之間尋找最優解。

而在移動光追技術方面，儘管聯發科、高通、蘋果等都已經有所涉足，但聯發科似乎已經走到了業界前面。從此前發佈的天璣9200來看，聯發科的移動光追技術已經是其對外宣傳的重要賣點了，也成為了其進軍高端移動手機市場的重磅技術。事實上，隨着移動光追技術的逐步成熟，移動光追技術的應用正在變得越來越廣泛。

大規模應用尚需時日

從目前來看，光追技術的引入對硬件GPU本身的性能提出了更高的要求，具體涉及到功耗與算力的平衡問題。相比已經使用成熟的PC端，移動端的光追技術應用仍處於相對早期階段，大規模應用尚需時日。

從技術應用和廠商應用層面來看，移動光追技術的落地和普及正在加速，但技術本身的市場狀況卻仍有待檢驗。據全球知名的光追技術廠商Imagination此前透露，其已經於2021年推出了基於GPU硬件加速的IMG CXT，其可以直接面向手遊端，在性能、功能和可配置性上做全新的升級和更新，從而給玩家帶來可擴展的高級光追技術。除了Imagination之外，聯發科、高通也都推出了自己的芯片級光追解決方案，可以説技術層面移動光追技術正在加速應用。

行業看似十分熱鬧，但應用是不是真的達到了應有的標準就説不準了。據目前三星副總裁在MWC大會上透露的消息來看，目前的光追技術仍處於技術廠商與應用廠商合作開發調試階段，“到今天為止尚沒有真正帶有追光技術的移動端遊戲。”説到底，移動光追技術的應用天時未到。那麼，移動光追技術在使用時究竟遇到了什麼問題呢？

一是光追技術的應用大幅提升了硬件設備的門檻，客觀上“勸退”了一部分遊戲受眾。光追技術的“酷炫”，需要以大幅度提升硬件算力性能為基礎來實現，算力性能提升又會增加處理器的成本，這自然會“轉嫁”到設備端，無形之中將一部分手遊用户“卡”在了外面。另外，光追技術的高清晰度，在某種程度上增加了“玩家打遊戲”的難度，畢竟低幀率下某些畫面反而更容易被手機玩家識別捕捉；而且對光追技術感興趣的多是高端玩家，其應用本身就超出了手遊的範疇，畢竟手機的小屏很難真正滿足高端玩家極致體驗的遊戲需求。

二是從發展階段來看，現階段手遊領域遊戲性還是第一位的，遠沒有到“卷畫質”的階段。目前來看，手遊開發者只需要做好從0到1的工作，買家基本上會買賬，而一旦引入光追技術之後，其開發成本必然上升，而受眾卻又因此受限，極容易出現低DAU、ARPU等低付費模型，導致其難以形成規模化的生意。

從這兩個點來看，移動光追技術的產業化落地，還需要相當的時間驗證，至少商業化層面需要重新架構。不過，從用户體驗提升的角度來説，移動光追技術的落地前景仍然是光明的、值得期待的。