06.07 榮耀GPU Turbo把技術男都搞暈了 如何用人話解讀這嚇人的寶貝呢?

日前,榮耀新品發佈會,終於解開了預熱已久的“嚇人技術”之謎,也就是GPU Turbo技術。用發佈會PPT上的介紹來看,就是提升了GPU的性能,卻降低了功耗,讓手機玩遊戲更加流暢,機身卻不至於過分發燙,電池也不會刷刷往下掉電。

榮耀GPU Turbo把技術男都搞暈了 如何用人話解讀這嚇人的寶貝呢?

但是呢,榮耀高管在發佈會上講解GPU Turbo技術原理的時候,卻用了一些語焉不詳的語言,讓筆者朋友圈裡一位搞硬件報道多年的朋友都感到很暈,弄不清具體是怎麼實現的。

榮耀GPU Turbo把技術男都搞暈了 如何用人話解讀這嚇人的寶貝呢?

人類5000年曆史告訴我們,飛碟上撿到外星科技突然發生技術飛躍這事兒還不存在。語焉不詳的事情總可以用已有的同類事物來解釋,下面我就試著通過一些已有的半導體行業技術來分析一下GPU Turbo到底是咋回事。

第一階段分析:餘承東為什麼不講CPU發生了什麼?

首先,在發佈會上,反覆強調“提升GPU性能”,而沒有具體解釋在CPU上發生了什麼。

其次,餘承東使用了一張對比圖“單線程完勝多線程”,但並沒有講到底“什麼東西”工作在單線程模式。我所知道的,半導體行業裡只有在描述CPU的時候,會講單線程或者多線程。

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在此,我得到一個初步的猜測:GPU Turbo技術中進行了一個操作:關閉多數CPU核心(只留一個),而對GPU進行超頻,從而實現遊戲性能的提升。

我什麼得出這個“嚇人”猜測呢?因為是有先例的。早在2010年,Intel給自己的CPU起了個新名字“智能處理器”,它加入了一種叫“Turbo boost”的技術,中文名是睿頻。睿頻技術有多種模式,其中的遊戲模式就是關閉或降頻多數核心,只讓一個核心工作(超頻模式),以此來增加遊戲性能。這是因為在運行遊戲時,多核心發揮不出太大優勢,反而是單核高頻對遊戲能提升有很大幫助。

大家可以看到,雖然榮耀的GPU Turbo並沒有說自己只在玩遊戲時有幫助,但在PPT演示中,只使用了遊戲舉例。由此可以猜測,GPU Turbo對遊戲以外的大多數應用並沒有加速作用。

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除了遊戲,這些也是GPU要乾的活兒

CPU和GPU之間有啥關係?

在進行下一步推測之前,我們先聊一下CPU和GPU的分工。

CPU是計算機的大腦,作用是進行通用運算,只要是開機狀態,這顆大腦都得處於清醒狀態,只是它的功耗會隨著工作強度變化而自動增減。

GPU是圖形處理器,主要任務是3D運算(當然PC領域也會用它進行一些通用運算加速,但實際上並不真的“通用”,只在某些情況下可用),也就是玩3D遊戲,不玩遊戲的時候,它都處在一種近似休眠的狀態。為什麼要讓它休眠?因為GPU這傢伙全速運行時功耗驚人,如果你的電腦或手機的GPU長期處在高速運行狀態,機身就會發燙得驚人。

在傳統計算機架構中,CPU和GPU是完全分離的,各有各的供電線路,即使是發熱,也是各發各的熱,互相之間沒多大幹擾。但是在手機主芯片這個高集成度的東西里,CPU和GPU是集成在一顆芯片中的,兩者合蓋一床被子,共享一個TDP功耗。

半導體行業裡有個概念叫TDP(散熱設計功耗),一顆芯片的整體功耗一旦超過TDP, 就可能有過熱、發生故障的隱患。所以芯片的電源控制功能會自動分配整顆芯片的功耗,儘量控制在TDP功耗之內。而CPU和GPU如果都全速運行,必然會發生搶被子(爭搶功耗)現象。

第二階段分析:啥叫GPU和CPU之間的處理瓶頸?

在榮耀發佈會上,餘承東講過一句話“GPU Turbo打通了EMUI操作系統以及GPU和CPU之間的處理瓶頸,實現了整個系統的圖形處理效率的極大提升”。請留意“瓶頸”這個詞。GPU和CPU之間怎麼就瓶頸了呢?

榮耀GPU Turbo把技術男都搞暈了 如何用人話解讀這嚇人的寶貝呢?

玩電腦DIY的朋友都知道,低檔CPU搭配高檔GPU,或者低檔GPU搭配高檔CPU,都會造成帶不動的“瓶頸”。但同一個檔次的CPU和GPU搭配,就不存在這個問題。同理,榮耀手機所用的麒麟芯片,裡面集成的CPU和GPU也應該不存在這個瓶頸。

我曾經使用過AMD的新款APU產品,型號為2400G,在玩某個遊戲時,發生了嚴重畫面掉幀現象。2400G中集成了性能不錯的CPU和GPU,理論上玩這款遊戲應該很流暢才對。後來我發現,是因為這顆APU的TDP功耗限制導致的,整顆芯片的功耗之和被限定在65瓦。我在玩這個遊戲時,CPU和GPU發生了“搶被子”現象,所以畫面掉幀。

解決方法並不複雜,在BIOS設置裡面解除TDP限制即可,然後這顆2400G裡面的CPU和GPU就放飛了自我,遊戲幀率輕鬆保持在60fps以上。

經過這段分析,我就有了新的猜測:餘承東所講的“GPU和CPU之間的處理瓶頸”並不是性能“帶不動”的瓶頸,而是兩者搶奪TDP的功耗瓶頸

那他為什麼不像電腦一樣解除TDP限制呢?這是因為手機的散熱條件沒有臺式電腦好,一旦超出TDP功耗,不僅手機會發燙,還會過熱死機,嚴重的還會燒壞主板。這個操作在臺式電腦上無所謂,放在手機上可就危險了。

怎麼消除這個瓶頸呢?榮耀使出了一個“嚇人”的操作,關閉大多數CPU核心,只保留一核,節省功耗,把省下來的功耗交給GPU,對GPU進行超頻。

結論:GPU Turbo嚇人的本質

綜上,我用一段技術男們能看懂的話描述一下GPU Turbo技術的實質——為了不超出TDP功耗限制,關閉多數CPU核心,同時對GPU進行超頻,以此來提升3D遊戲性能。

並不是啥新鮮貨,PC領域早就有了。

注:本文圖片全部來自網絡。


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