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独立游戏 An Indie Game v1.0
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追本溯源 浅析Android玩游戏不如iPhone的原因
手机电脑  更新时间:    编辑:adou
& &在智能手机领域,Android手机和苹果iPhone始终是泾渭分明的两大阵营。就硬件规格的表面参数来看,Android手机似乎始终凌驾于iPhone之上。比如iPhone 7 PlUS才用上3GB内存,但Android却用上了6GB甚至8GB;iPhone 7刚用上四核,Android的八核/十核却早已普及。问题来了,虽然Android阵营参数层面优势明显,但在实际的游戏体验中为何依旧落后于对手?
& &先从安兔兔排行说起
& &自从安兔兔推出跨平台(Android和iOS)的软件版本之后,综合排行榜的前两位就始终被iPhone 6/7和iPhone 6/7Plus所霸占,雷打不动(图1)。问题来了,以最新的iPhone 7Plus为例,这款手机搭载的A10Fusion只是一颗四核处理器,为什么它的性能却能超越Android领域的一众八核/十核处理器?
& &无论是苹果、三星、高通、联发科还是海思、松果,所有生产手机处理器芯片的厂商都离不开ARM的授权。只是,ARM授权方案分为两种:
& &源于自主研发的实力
& &第一种是ARM直接授权设计好的IP内核,比如Cortex-A53、Cortex-A72和Cortex-A73等(D2),芯片厂拿到IP内核授权后,只要按需选择核心数量、互联总线、缓存等就能完成CPU部分的设计。当再塞进GPU、通讯基带和电源管理等模块后就是一个完整的SoC了(图3)。我们习惯将这种IP内核授权称为“公版架构”,联发科、海思和松果处理器就都以公版架构为主。
& &第二种是ARM仅授权指令集,比如ARMv7和ARMv8(图4),芯片厂拿到这些指令集后,再自行进行IP内核的设计,然后才能完成CPU部分的搭建。而这种基于指令集授权而设计的内核,我们习惯将其称为“自主架构”。苹果、高通和三星旗下的顶级处理器就都以自主架构为主,比如高通骁龙810/820/835就都采用了自主的Krait(金环蛇)架构,三星E×vnos 就采用了自主的Monqoose(猫鼬)架构(图5)。
& &一般来说,能搞自主架构的都是更具实力的芯片厂而自主架构的CPU核心,在同频率的性能上都会领先于ARM的公版架构。但是,既然是自主研发的架构,自然也意味着性能的不对等。至少在与高通Krait和三星Mongoose的较量中,苹果A10 Fusion(基于ARMv8指令集)就有着性能上的优势。
& &曾有媒体拿A10 Fusion和骁龙821进行了详尽的对比测试,结果是A10 Fusion实现了对骁龙821的全程碾压,特别是CPU性能的领先幅度更是惊人(表1)。
& &要知道,虽然A10 Fusion和骁龙821都是四核处理器,但二者的运行机制却有着云泥之别。其中,包括骁龙821在内的Android阵营顶级处理器都采用了类似big.LITTLE大小核技术,比如骁龙820就是双核2.2GHz+双核1.6GHz,在跑分时四个核心可以协同作战(图7)。
& &A1 0 Fusion也采用了两大两小的结构核心设计(图8),两个高性能核心应对高负载,两个低性能核心用于日常任务处理,以此来降低整体功耗,提升续航能力。但与big.LITTLE技术不同之处在于,A10 Fusion最多只能同时跑两个核心,即要么是两个大核,要么是两个小核。换句话说,A10 Fusion只靠两个大核就能超越对手四核、八核或十核的协同作战,其自主架构核心的效率可见一斑。
& &扩展阅读
& &iPhone是何时开始自主研发的
& &苹果在iPhone 4之前都是直接采用芯片厂提供的处理器成品,比如iPhone 3GS搭载的就是三星S5PC100处理器。此后苹果改变了策略,开始采用ARM指令集授权、苹果自行设计、三星或者台积电代工的方式来研发生产(图6)。所以,iPhone 4之后的历代iPhone才能在性能上始终保持领先。
& &GPU缘何一骑绝尘
& &在Android阵营中,高通骁龙集成的Adreno GPU是性能之王。但是,当高通骁龙碰到苹果A系列处理器后,Adreno GPU却面临着被“吊打”的尴尬境遇。原因很简单,虽然苹果暂时没有自主研发GPU技术,但旗下处理器却始终牵手Imaginaition(图9),通过PowerVR系列GPU实现游戏性能的一骑绝尘(表2)。
& &以苹果iPhone 7搭载的A10 Fusion处理器为例,它就集成了Imagination PowerVR GT7600 GPU,拥有6个计算核心,即PowerVR GT7600MP6。细心的读者肯定发现了,A10Fusion和A9的GPU型号一样,但前者的性能却有了明显的提升。原因是苹果对A10 Fusion的GPU进行了超频,从而在某些测试场景下实现了相较A9近50%的性能增益。
& &Android阵营也能用PowerVR GPU
& &既然苹果能得到Imagination的授权,高通、三星、联发科、海思、松果为什么不能和Imagination合作?
& &实际上,除了高通始终坚持自家的Ad reno GPU技术,其他很多芯片厂商也都与lmaqination有过合作。三星早期的蜂乌处理器就以集成PowerVR SGX5系列GPU为荣,联发科在2014年推出的MT6595(集成PowerVRG6200MP2)、201 5年推出的Helio X10(集成PowerVR G6200MP2)以及2017年即将发布的10nm旗舰Helio X30(集成PowerVR 7XTP-MP4)也都已携手Imagination。
& &问题来了,既然联发科MT6595和Helio X10都集成了口碑最好的PowerVR系列GPU,为啥它们的图形性能别说比不上同期的苹果A系列处理器了,就连同期的高通骁龙、三星猎户座集成的GPU也打不过呢?
& &此时就是体现出芯片厂商底蕴的时刻了。苹果每一代iPhone的销量都数以亿计,因此苹果可以在三星或台积电手中抢到最新最先进的制程工艺资源,同时不计成本地从Imagination签来最好的独享的GPU核心,这些都是其他芯片厂商所不具备的底气。比如MT6595和Helio×10集成的都是Imagination低端级别的PowerVR G6200,而且仅有2个计算核心。而同期的苹果A7/A8处理器却用上了更高端的PowerVR GX6430和PowerVR GX6450,而且还配备74个计算核心。性能孰孰劣就不用笔者多说了吧(图10)?
& &PowerVR GPU又将进化
& &由于苹果A系列处理器始终与Imagination保持着联姻关系,所以Imagination每一次GPU技术革新,自然也意味着下一代iPhone将拥有更为强悍的3D性能。好消息是,前不久Imagination终于发布了2010年以来的第一个真正全新的GPU架构,代号“Furian”。
& &7年以前,Imagination推出的“Roque”架构首次引入了统一着色器设计,PowerVR 6/7/8系列都是基于它衍生来的。只是PowerVR 8现在还没有被手机处理器所用,业内普遍预测它将被集成在下一代iPhone 8所用的处理器中。
& &Imagination最新发布的“Furian”架构是“Rogue”架构的升级版,首要目标是改进功耗和性能,具体来说就是每毫瓦性能、每平方毫米性能,号称相比于7XTPlUS可提升35%的着色器性能、80%的填充率性能、70%~90%的综合性能(图11)。
& &简单来说,“Furian”并非从零开始设计的新架构,而是在“Rogue”的基础上翻新而来。它依旧采用了区块延迟渲染,但几乎每个模块单元、数据流、整体布局都是新设计的,比如支持多线程多任务数据执行、微内核固件控制、帧缓冲和几何无损压缩、新的安全和虚拟化技术、增强的扩展性、支持还未定案的OpenCL 2.x计算标准,全面支持Vulkan、OpenVX等等(图12)。
& &此外,“Furian”将每个丛簇的流水线从16级扩展为32级,每时钟周期的双线性采样翻番到8个,同时还改进了算术逻辑单元丛簇(ALU Cluster),原先成对的MAD ALU需要更多资源才能喂饱,但“Furian”却改用了1个MAD ALU(可做加法和乘法)+1个MUL ALU(只做乘法)的结构,从而提升了效率并降低了功耗。
& &先别急着高兴,现在连“Rogue”架构的PowerVR 8还没能商业化,就别提它的接班人了。只能说“Furian”架构是面向未来的,可以满足7nm工艺、VR游戏、4K超高清、120fps高帧率、HDR高动态画面、神经网络等等的需求。至于基于新架构的实际产品,差不多得到2019年的iPhone才有机会尝鲜了。
& &但是,苹果一直都是lmaqination的最大客户之一,所以未来“Furian”架构GPU商业化时,苹果A系列处理器还应该是首发,继续保持对Android阵营处理器的GPU性能压制。
& &那么,Android阵营的芯片厂商就没有办法了吗?
& &Android阵营如何应对
& &答案是当然有,那就是紧抱ARM的“大腿”。因为ARM除了提供底层架构外,也可捆绑自家的GPU技术(图13),也就是我们熟悉的Mali系列GPU。
& &在Cortex-A57时代,ARM打包的GPU技术为Mali-T700系列,比如三星猎户座Exynos 7420(Galaxy S6)集成的就是Mali-T760MP8;到了Cortex-A72时代,ARM打包的GPU升级到了Mali-T800系列,比如联发科HelioX20和麒麟950集成的就是Mall-T880MP4;到了Cortex-A73时代,ARM再次祭出了全新的Mali-G71,比如麒麟960集成的就是Mali-G71MP8。
& &需要注意的是,ARM每一代的GPU也都会分成不同档次,比如Mali-T880、T860、T830、T820。而且每个档次的GPU也能通过塞进不同数量的计算核心进一步拉开性能差距。理论上讲,Mali系列GPU完全有机会和Imagination展开竞争。
& &以最新的Mail-G71系列GPU为例,它基于Bifrost微架构设计,ARM允许其核心数从单核堆积到最高32核(MP32)(图14)。要知道,麒麟960(Mali-G71MP8)的1生能就接近骁龙821了,而三星即将推出的10nm旗舰处理器Exynos 8895将集成20个核心的Mali-G71 MP20,理论3D性能是麒麟960的2倍多!
& &如果以后哪款手机处理器能用上Mali-G71 MP32,别说PowerVR8了,估计就连Imagination最新的“Furian”架构GPU都能一较长短DR?
& &竞争结果取决于整体实力
& &问题来了,ARM Mali系列GPU的核心数量可不是想堆就堆的。GPU核心数量越多,处理器发热量和功耗也就越大。在现有的14/16nm工艺下,Mali-G71 M P8已经是手机处理器的极限了,而Mali-G71MP20也许则是10nm的极限。想强上Mali-G71M P32?没有7nm工艺休想镇压(或者10nm工艺+散热风扇辅助,反正小身板的手机是驾驭不了的)!
& &说来说去,手机处理器的竞争最终还是体现在整体实力上。财大气粗的苹果,可以自己搞自主处理器架构,GPU也能从Imagination要来最好的资源,也不怕找不到匹配的晶圆厂代工。所以,Android手机阵营想在整体性能上压过苹果,难度还真不是一般的大呢。
& &好消息是,Android阵营的芯片厂商也一直没有放弃追赶的脚步。联发科采用的策略是以数量换质量,有消息称联发科12核处理器已在路上;高通和三星也都在想办法提升自主架构的执行效率,缩短与苹果处理器之间的距离。海思和松果虽然依旧以公版架构为主,但这也是为自主架构的研发进行的必要(经验)积累。
& &总之,未来手机处理器之争,唯有拥有自主架构才能显得越发从容:每一款智能手机的软硬件设计都从底层芯片上开始优化,自主架构可以让优化进行得更为彻底(图15)。至于想塞进更强的GPU,就需要抢占最先进的晶圆厂代工,并从ARM或Imagination手中争取优质资源了。而想实现上述目标,足够的研发实力和资金支持一个都不能少。
& &那么,高通、三星、联发科、海思、松果,这些为Android造芯的品牌,你更看好谁呢?
相关手机电脑[视频]Anbox让你在Linux上“原生运行”Android应用_网易数码
[视频]Anbox让你在Linux上“原生运行”Android应用
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(原标题:[视频]Anbox让你在Linux上“原生运行”Android应用)
摘要:尽管 Google Android 移动操作系统采用了 Linux 内核,但讽刺的是 Windows 虚拟机似乎比 Linux 上的还要流行。不过本文要为大家介绍的,则是一款可以让 Android app 在 Linux 平台上“原生运行”的工具,它的名字叫做“Anbox”。“Android in a box”软件的制作,耗费了一年半的时间。Linux 拥有一大票编译软件(甚至一些 3A 游戏大作),因此主要面向极客(而非游戏玩家)。正如你借助 WINE 在 Linux 系统中运行 Windows 程序那样,Anbox 让你可以在 Linux 系统中“模拟原生运行”Android 应用。不过前者实际上还是借助于虚拟机,所以还是会有性能上的一定损失。相比之下,Anbox 会尽量重用 Linux 操作系统中的资源。
这包括 Linux 内核、命名空间、甚至 OpenGL(通过 桥接 而非 直接 ),此外还确保了使用 LXC 容器(当前最热的计算话题之一)。Anbox - Android in a Box下载地址:http://anbox.io/源码托管:/anbox/anbox[编译自:SlashGear , 来源:Simon Fels]
本文来源:cnbeta网站
责任编辑:王晓易_NE0011
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