先从三星和AMD的携手谈起
在2019年6月初，手机圈传出了一个重磅的——AMD与三星联合宣告达成多年计策互助伙伴关系，三星将得到AMD Radeon图形API授权并专注于加强移动设备（只限智好手机和平板电脑等AMD没有参与竞争的细分市场）创新至关主要的高等图形技能和解决方案。官方透露的细节不多，暂时只能确认AMD会将“高度可扩展的RDNA图形架构”对三星授权。
那么，RDNA是什么？
大略来说，RDNA（Radeon DNA）是AMD在显卡领域推出的最新GPU架构，它是史上最龟龄GPU架构“GCN”（2011年~2019年）的接班人，其在CU打算单元、缓存、流水线等方面都进行了改造，拥有更好的性能（知足当代游戏的负载需求）、能效（充分优化功耗和带宽利用率）、功能（壮大干系生态）和扩展能力（通吃移动、桌面和云端）。可以说，RDNA是一个全方位重新设计的架构，也开启了AMD显卡历史上第五个重大架构的新时期。
那么，三星未来的Exynos（猎户座）移动平台会直接集成RDNA架构的GPU吗？
答案自然是否定的。AMD长期以来都缺少ARM生态的履历（AMD曾涉足过ARM做事器，但很快就放弃了），而手机SoC集成GPU最核心的哀求便是低功耗和高能效，AMD现有的GPU技能显然不符合移动设备的基本诉求。
实际上，三星近些年一贯在进行CPU和GPU的自研（自主研发）事情，在CPU架构领域已经有了基于ARM指令集自研成功的“猫鼬”（Mongoose，如Exynos M3/M4）核心，并在通过Exynos 9810和Exynos 9820等移动平台打出了不小的声誉。
在GPU领域，有称三星早在2012年就开展了自研“S-GPU”的项目，这次三星与AMD方面互助，须要的只是在GPU中融入AMD Radeon的部分图形 IP，不可能照搬全体RDNA架构。同时，双方互助还涉及到干系的专利授权，规避将来可能的法律轇轕，毕竟联发科便是一个很好的前车之鉴。
2015年的MWC大展上，有称联发科在移动SoC图形打算领域与AMD达成互助，而这则终极也没有被官方证明。2019年初，AMD将联发科告上了法庭，称联发科的智能设备陵犯了其APU和GPU干系的多项专利。要知道，联发科旗下的SoC集成的都是ARM或Imagination旗下的GPU。
有了AMD图形IP的注入，可以让三星将更多的精力投入到对自研CPU核心“猫鼬”的打磨之中，而AMD在PC领域的有名度，也可帮助三星与高通、华为和联发科展开差异化竞争——看到没？我集成的可是AMD GPU！
与此同时，当三星Exynos CPU和集成AMD RDNA基因的GPU搭配后，大概还会对一个家当造成冲击，它便是以任天国Switch为代表的游戏掌机。三星+AMD能否取代英伟达Tegra X1和其后续芯片在掌机领域的独占？让我们拭目以待吧。
高通和AMD不得不说的故事
高通骁龙移动平台集成的Adreno GPU，该当是Android手机领域的最强音，也是唯一可以和同期苹果A系列芯片集成GPU反抗的存在。但你可曾知道，作为高通独占的“自研”GPU，Adreno原来也是AMD的“血脉”吗？
Adreno的前身实在是出身于2002年的ATI Imageon系列低功耗GPU，原来是被用于预装PalmOS系统的Zodiac掌机。ATI被AMD收购后，AMD又将干系的移动设备资产在2008年打包甩给了高通，于是后者就取得了AMD（ATI）的矢量绘图与3D绘图技能和干系知识产权，并在此根本上研发出了我们熟习的Adreno GPU。
如果AMD当年没有卖掉原ATI Imageon，英特尔当年没有出售XScale（拥有StrongARM与ARM架构的完全授权）及手持设备芯片业务，这两大X86芯片巨子大概都会在移动互联网时期取得更大的造诣。
Adreno GPU如何判断强弱
在Android手机领域，高通骁龙移动平台霸占了大半江山，Adreno也是我们熟习和最不熟习的GPU。说它熟习，是由于高通每次发布新款骁龙移动平台时，媒体总会强调它集成了Adreno xxx型号的GPU，较上代提升了多少多少，耳朵都磨出茧了；说它不熟习，是由于Adreno GPU型号太多太乱，以至于我们很难从名称上去判断同一代的Adreno GPU之间相对的性能等级。
这一点在Adreno 5系GPU期间表现得尤为明显（表1）。
比如，Adreno 506（骁龙625）从型号数字上只比Adreno 505（骁龙430）+1，但前者的性能却较后者提升了险些2倍。Adreno 508（骁龙630）比Adreno 506+2，但其性能却只提升了30%，完备没有规律可言。
为了搞明白上面的问题，我们须要理解影响Adreno GPU性能的关键参数。抛开核心架构、渲染办法和各种图形接口不谈，Adreno GPU的性能发挥紧张受制于制程工艺、ALU（打算单元，又称算数逻辑单元）的数量以及GPU频率的高低。
我们可以将Adreno GPU集成的ALUs打算单元理解为PC显卡中的“流处理器”，在架构相同时数量越多性能越强。可惜，高通官方从来没有公开过Adreno GPU的ALUs数量，本文和网上干系的数据都是用户自己检测所得，因此仅供大家参考。
对GPU而言，制程工艺越前辈，在相同的发热和功耗水平上就能以更高频率运行，对性能同样有着较大的增益效果。Adreno 506相较Adreno 505有着巨大的性能提升，便是得益于更多的ALUs数量和工艺升级带来的频率提升。同理，Adreno 512相较Adreno 508、Adreno 530相较Adreno 512也都是受上述成分的影响。
如今，Adreno GPU已经全面进化到了Adreno 6系时期，其最大的特色是支持完全的OpenCL 2.0FP、OpenGL ES3.2、DX12和Vulkan1.1等图形接口。
可惜，关于它们详细的ALUs数量和频率，笔者并没能找到准确的资料，以是本文我们只通过3DMark和GFXBench这两个专业测试软件，对Adreno 6系GPU的理论性能进行一番比拟（表2）。
我们以骁龙660集成的Adreno 512作为基准（100%），可以更加直不雅观地理解Adreno 6系GPU的差异。个中，Adreno 610和Adreno 612虽然数字序列更高，但综合性能实在和Adreno 512相差无几。从Adreno 615到Adreno 618之间的性能依次略增，在其背后便是不同ALUs单元和GPU频率组合带来的差异。
作为高通2018年度的旗舰，骁龙845（Adreno 630）之以是具备秒杀高通最新推出骁龙730（Adreno 618）的3D性能，是由于Adreno 630集成了高达512个ALUs单元，而骁龙730的ALUs该当是不敷256个（很抱歉没找到详细的参数）。
须要把稳的是，从2018年下半年开始，高通最新推出的骁龙SoC移动平台都强化了AI运算能力，它们会借助一部分GPU内的ALUs单元，再结合Hexagon内集成的HVX单元，与CPU一起组成高通特有的骁龙AI Engine人工智能平台。
换句话说，在最新的骁龙移动平台中，更多的ALUs单元并不能换来等同的性能提升。以骁龙855为例，高通曾透露这颗芯片（较骁龙845）增加了50%的算数逻辑单元，也便是ALUs单元从512个提升到了768个，但从Adreno 640和Adreno 630之间的实际性能差异来看，增加的50%的ALUs仅换来了20%旁边的性能增益，显然个中有不少被高通拿来用于AI运算了。据一些专业人士测试剖析，Adreno 630的512个ALUs中有一半（256）都用做了异构AI运算，用于填补骁龙移动平台没有独立NPU单元的毛病。
总之，骁龙移动平台中“最能打”的无非便是骁龙845和骁龙855，骁龙7系和骁龙6系的GPU之间也存在不小的差距。因此，如果你希望购买一款能以满帧运行绝大多数游戏的手机，认准骁龙8系还是很有必要的。至于骁龙6系，在骁龙710都降到千元价位之际，除非你不怎么玩游戏，否则还是敬而远之吧。
苹果和Imagination的情仇
在智好手机领域，目前能凭自己打造GPU的芯片设计厂商只有高通和苹果，高通的Adreno GPU源于AMD，而苹果设备的GPU则离不开Imagination Technologies公司的扶持。
Imagination也是很早就进军GPU市场的公司之一，只是为了避开英伟达和ATI的锋芒，该公司更加专注于对超低功耗移动GPU的打磨，2001年推出的PowerVR MBX GPU曾被集成在英特尔、飞思卡尔、德州仪器和三星的SoC上，并造诣了第一代iPhone、诺基亚N95和戴尔Axim X50v（PDA掌上电脑）这些经典设备。
Imagination的第五代PowerVR SGX系列该当是有名度最高的GPU（如SGX530、SGX535），苹果A4、三星Exynos和德仪OMAP3系列SoC都是它的客户，索尼PSV掌机上集成的也是四核心的PowerVR SGX544MP4。随后，PowerVR逐渐变成了苹果“独占”的GPU，其他品牌（如联发科、全志、瑞芯微和晶晨等）即便偶有互助，集成的PowerVR GPU也多是低端型号，报酬与“金主”苹果相差甚远。然而，也正是由于太过依赖苹果，为Imagination的没落埋下了伏笔。
Apple A10处理器该当算是苹果和Imagination的末了一次互助，其集成的PowerVR GT7600 GPU乃至可以领先同期的Adreno 540（骁龙835），让iPhone 7系列成为了当年性能最强的智好手机（实际上每一代iPhone基本都是同期最强）。
可惜，从A11芯片开始，苹果正式抛弃Imagination而改用自研GPU，该芯片的GPU配置了6个着色器核心，每2个核心共享一个Texture单元，类似的设计和PowerVR GPU很像，以是有不少玩家都称苹果GPU是脚踏Imagination上位的——苹果自研GPU的传出后，Imagination很快就陷入了运营危急，时至今日只有联发科Helio P60（PowerVR GM9446）、P35和P22（PowerVR GE8320）等极少数SoC选择与Imagination互助集成PowerVR GPU，和iOS生态圈的唯一霸主沉沦腐化到GPU领域的“其他”，Imagination的境遇令人唏嘘不已。
目前Imagination最新的GPU办理方案包括PowerVR 9XEP/9XMP/9XTP（定位依次升高），9XEP和9XMP采取了较旧的Rogue架构，紧张竞争对手是ARM旗下的Mali-G72。而9XTP则由最新的Furian架构打造，每ALU增加到40条流水线，支持4K 120FPS、HDR、Vulkan API、安卓神经打算API等前辈技能，理论上可以用来和ARM Mali-G76/G77反抗。
ARM的“亲儿子”Mali GPU
接下来就轮到ARM自己的“亲儿子”，Mali系列GPU了。作为和Cortex A系列CPU架构差错的它，也是Android手机圈市占率仅次于高通Adreno GPU的存在，海思麒麟、三星Exynos、联发科Helio，我们熟习的绝大多数非高通系SoC都直接选择了与Mali GPU联姻。
CFan曾在《麒麟990的最大遗憾！
ARM Cortex-A77架构到底好在哪？》一文中解读了ARM最新Cortex-A77 CPU 和 Mali-G77 GPU的特色，以是本文就不再赘述，只是大略先容一下Mali GPU的特殊之处。
和Adreno GPU比较，Mali更加看重GPU的核心数量，将较多的GPU核心封装成一个更大规模的GPU矩阵，便是Mali GPU拉升性能的不二法门。
Mali-G76最多可以支配20个打算核心
比如在Mali-G72时期，麒麟970就集成了12个核心的Mali-G72MP12，三星Exynos 9810更厉害，一股脑儿塞进了18个核心（Mali-G72MP18）。但是，GPU核心越多，发热量和功耗也将随之变大，此时SoC厂商的选择常日是降落GPU频率以及关掉部分核心来达到掌握功耗的目的。
换句话说，Mali-GPU的核心数量是存在一个临界值的，超过这个核心数量就必须降落GPU频率，终极导致增加GPU核心的数量和对应的性能提升不成比例（1+1<2）。
因此，如何将有限的芯片面积分配给Cortex-A CPU和Mali GPU，并合理掌握Mali GPU的规模和频率，发挥最佳的能效比，这就ARM交给SoC厂商们的期末考试了。
总之，高通Adreno和ARM Mali是当前Android手机领域的主力，Adreno GPU的规格和性能取决于骁龙移动平台的型号，比较起来相对随意马虎。ARM Mali GPU涉及Mali型号（如Mali-G52、Mali-G72、Mali-G76）、核心数量（后缀是MPx），以及与它们搭配的CPU架构和主频，无论是综合、CPU还是GPU性能都须要我们耗费更多精力比拟。
当三星带来AMD授权IP的自研GPU，Imagination得到更多SoC芯片厂商的支持，想想就头大了吧？因此，如果你想理解最新移动GPU的动态和选购建议，敬请期待CFan同期的最新宣布吧。
