安謀是要怎樣（13）行動設備高品質影像革命造就行動 GPU 進化

 除了核心架構的進步外，今年開始，手機與平板也掀起一股超高畫質風暴，尤其平板的解析度直接跨越 1080p ，新版 iPad 以 2048 x 1536 的超高解析度，完全不把傳統筆電與主流顯示器的螢幕放在眼裡。當然高解析度也意味著對圖形的負擔越重。

在傳統老 PC 時代的 CPU 至上思維，一切的問題就交給高效能 CPU ，但是自從有了 GPU 的概念，滿足高畫質影像的需求就落到 GPU 上，同樣的道理也適用在 ARM 處理器，這也是為何新 iPad 的 A5X 特別強調 4 GPU 架構。

GPU 在手持設備的重要性其實在一兩年前就已經浮現，為了滿足消費者對於影像、圖形的需求，具備 3D 運算能力的 GPU 逐漸變成智慧手機與平板處理器的標準配備；然而從去年底，由於平板與智慧手機需要新的刺激力道，漸漸傳出手持設備跨入 720p 甚至 1080p 的傳聞；然而解析度越高，畫面越精細，對顯示負擔更是直線上升，今年各大廠商除了運算能力外，更強調 GPU 的效能。

如果對 PC 的 GPU 有些概念的玩家，應該能理解解析度提昇一階，對顯示卡的負荷也成倍率增加；同樣的， iPhone 4 與 iPhone 3GS 雖使用相同 GPU ，由於解析度的提昇， iPhone 4 的效能反而變差，這也是新 iPad 解析度提昇四倍後，不得不把 GPU 提升到 4 核架構的關鍵。

端看幾家 ARM 架構大廠對於 GPU 的規劃可分為兩派，一派是以多 GPU 架構，另一派則是在一個大 GPU 架構下塞入更多的管線與提高時脈；前者包括 Imagination Technologies 的 Power VR 以及 ARM 的 Mali 下一代 Mali-600 系列 ，後者則有 NVIDIA 的 GeForce LP 與高通的 Adreno 。至於哪種方式較好，目前也沒有定論，但筆者稍微解釋一下兩派的差異。

填入管線並拉高時脈的作法，是來自傳統 PC 對於 GPU 的架構規劃，在此架構下，雖然廠商仍稱呼增加的管線為處理單位，不過所有的處理單位全部加起來才算是一個完整的 GPU ，向能的差異，也就是這類的 GPU 架構功耗取決在時脈的高低。

而多 GPU 架構則是類似處理器的多核心架構，一個 GPU 架構會定義定量的管線，所以每個處理單元都是完整的圖形運算核心，系統可依照目前圖形效能的負荷量決定要使用多少個 GPU ，並在低需求下甚至僅啟動單一 GPU 藉此減少資源消耗。

由於高畫質影像需求，利用高效能 GPU 降低處理核心的負荷對於電池有限的智慧裝置勢在必行，尤其在高畫質需求下帶動遊戲與影像的需求，更是未來 ARM 架構廠商在規劃應用處理器的重點項目，要兼顧功耗、效能與核心尺寸，手持裝置 GPU 設計難度更不亞於桌上型 GPU 的發展。