文|劉曠
智能手機市場的“下行”，給整個智能手機產業(yè)鏈都帶來了巨大的“沖擊”，圍繞上游芯片的“內卷”也愈演愈烈。從高通到聯發(fā)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(fā)力自研GPU，后腳正在沖擊高端市場的聯發(fā)科，表示將與英偉達進行合作，預計最快將在2024年聯發(fā)科的旗艦芯片上搭載英偉達GPU，強化聯發(fā)科芯片的AI和游戲性能，蘋果等智能終端廠商也不甘示弱紛紛跟進，呈現出一派“爭先恐后”的架勢。
英偉達與聯發(fā)科的夢幻聯動
理想情況下，聯發(fā)科可以借由英偉達在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(fā)科也搶到更多的高端手機芯片市場份額。當然，這是雙方的遠期愿景，實際執(zhí)行層面則還存在著諸多的不確定性。
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。
伴隨著移動終端的飛速發(fā)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約占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(fā)科作為世界上最大的基于Arm的SoC供應商之一，其技術應用與生態(tài)客戶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游戲平臺的巨大利益，完全可以彌補PC市場萎縮留下的巨大缺口。
此前，英偉達公布了2022年第四季度及全年業(yè)績報告，游戲和數據中心依然是英偉達最核心的兩大業(yè)務。全年來看，數據中心（含 AI）業(yè)務營收達到了150.1億美元，同比增長41%；游戲業(yè)務營收90.7億美元，同比下滑27%。面對下滑的游戲業(yè)務，英偉達迫切需要找到一個新的增長引擎，而手游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(fā)科與英偉達的合作會不會“步其后塵”很難說。
去年年初，三星發(fā)布的旗艦芯片Exynos 2200，其中就搭載了基于AMD RDNA2架構開發(fā)的GPU，首發(fā)支持移動光追和可變速率著色等高級圖形處理功能。但從后面 Exynos 2200 的表現來看，三星和AMD的首次攜手顯然談不上成功，能效遠低于外界預期。在今年最新一代旗艦手機S23系列上，三星甚至在全球范圍內轉向高通驍龍平臺，Exynos平臺則轉而服務三星自家的中端或入門級產品。
當然，雙方并沒有因為第一次合作產品不達預期就暫停合作，而是繼續(xù)在相關方向努力。這也意味著即便是“強強聯合”，英偉達與聯發(fā)科之間的“夢幻聯動”同樣存在不確定性，并不可能一蹴而就。
高通、蘋果兩強并立
相比其他手機芯片廠商，蘋果和高通長期以來處于手機GPU的領先地位，而這種領先地位則主要得益于其自研GPU架構帶來的好處。
首先，原創(chuàng)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，一直遙遙領先于行業(yè)，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(chuàng)能力，還賦予了高通推出一大批自有游戲優(yōu)化技術的主動性。比如，高通推出的驍龍Elite Gaming，就是專門針對游戲玩家推出的一整套軟硬件功能，其能夠給玩家?guī)砣轿坏挠螒蝮w驗提升。從高通驍龍865旗艦芯片開始，其采用的驍龍Elite Gaming特性就包含了Adreno GPU驅動更新。這讓手游也可以像桌面游戲一樣，可以由玩家自行掌控圖形驅動更新和GPU設置，享受最新的游戲特性體驗。
但Adreno GPU也不是憑空而生的，高通Adreno技術其實來源于ATI Imageon系列低功耗 GPU。2006年，AMD收購了處在低谷的ATI公司，但由于內部資金不寬裕，兩年之后又轉手賣掉，而接手的正是高通，這也是高通該項技術的核心來源。隨著高通對該項技術的不斷發(fā)展，高通驍龍 Adreno GPU應運而生，這也使得高通成為了Android生態(tài)中唯一一家能夠獨立自行研發(fā)移動GPU架構而無需購買Arm公版授權的廠商。
對于一心想要掌握核心技術的蘋果而言，其對自研GPU更是情有獨鐘。蘋果A系列處理器，從A7的28nm開始之后，高通就被蘋果狠狠甩在身后，至今已經有9年了。而A系列處理器的每一次更新，都意味著蘋果CPU和GPU性能的又一次躍升，幾乎沒有例外，差別只在于提升多少的問題。拿A14與A15來說，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(fā)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(fā)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，這也意味著高通與蘋果之間的“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于，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(fā)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”，通常人眼對于連續(xù)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，用戶體驗越好。比如，顯示器的幀數一般是60幀，即每秒顯示60張圖片，如今主流的游戲顯示幀數也是60幀，達到這個數量才能夠保證流暢的游戲體驗。
如果幀數低于60幀，則會出現卡頓、游戲體驗會變差的情況，所以幀數越高越好。正是基于這一想法，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系列推出基于90Hz刷新率的屏幕硬件，曾一度引領高幀率手游的風向，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(fā)燒、發(fā)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(xù)航時間大大縮短，嚴重影響手機使用體驗。在此背景下，用戶將不得不基于“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”，但在存量時代換機周期大大延長的背景下，再難起到更大的作用了。
另一方面，移動光追技術有利于改善游戲的畫質，從另一個層面改善游戲體驗。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，并沒有給游戲用戶帶來真正的極致體驗。
于是，廠商在高幀率之外開始回歸畫質尋求解決方案，作為近幾年發(fā)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(tǒng)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(yōu)化（出現了超分辨率），它能夠使開發(fā)者在游戲畫質與性能之間尋找最優(yōu)解。
而在移動光追技術方面，盡管聯發(fā)科、高通、蘋果等都已經有所涉足，但聯發(fā)科似乎已經走到了業(yè)界前面。從此前發(fā)布的天璣9200來看，聯發(fā)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，隨著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(guī)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于相對早期階段，大規(guī)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，其已經于2021年推出了基于GPU硬件加速的IMG CXT，其可以直接面向手游端，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?guī)砜蓴U展的高級光追技術。除了Imagination之外，聯發(fā)科、高通也都推出了自己的芯片級光追解決方案，可以說技術層面移動光追技術正在加速應用。
行業(yè)看似十分熱鬧，但應用是不是真的達到了應有的標準就說不準了。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于技術廠商與應用廠商合作開發(fā)調試階段，“到今天為止尚沒有真正帶有追光技術的移動端游戲。”說到底，移動光追技術的應用天時未到。那么，移動光追技術在使用時究竟遇到了什么問題呢？
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”了一部分游戲受眾。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游用戶“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“玩家打游戲”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游的范疇，畢竟手機的小屏很難真正滿足高端玩家極致體驗的游戲需求。
二是從發(fā)展階段來看，現階段手游領域游戲性還是第一位的，遠沒有到“卷畫質”的階段。目前來看，手游開發(fā)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后，其開發(fā)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(guī)?；纳?。
從這兩個點來看，移動光追技術的產業(yè)化落地，還需要相當的時間驗證，至少商業(yè)化層面需要重新架構。不過，從用戶體驗提升的角度來說，移動光追技術的落地前景仍然是光明的、值得期待的。