手機上也曾有過"真·獨立顯示卡",這些產品你用過嗎?

如果此前就有關注我們三易生活的相關內容,你可能已經注意到,我們通常會在一些專有名詞的使用上比較謹慎。

比如說在提及智慧手機的晶片方案時,我們幾乎不會說“處理器”這個詞,而是會用“XX SoC”或“XX移動平臺”。這是因為在移動晶片行業,“處理器”很多時候都是專指“應用處理器”,也就是不整合基帶、僅有計算模組的晶片方案(其中典型的就有APQ8084,也就是驍龍805)。因此如果用它來指代一切智慧手機的晶片方案,就難免會造成歧義。

手機上也曾有過"真·獨立顯示卡",這些產品你用過嗎?

又比如說在談到智慧手機的圖形效能時,我們也不會用“顯示卡”來指代GPU。雖然“顯示卡”的確是大家可能更熟悉的一個概念,但一方面,現如今手機裡的GPU都是直接整合在SoC內部,它們既不是“卡”、甚至也不是獨立的晶片。

另一方面,與電腦上的“獨顯”、“核顯”相比,手機上的GPU本身普遍僅具備3D渲染(和異構AI計算)能力,至於影片解碼、2D畫面輸出這些功能,則是整合在了SoC的其他模組(DPU、VPU)中,並不在GPU裡。

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因此目前手機中的GPU與其說像現代的全功能“顯示卡”,不如說更接近上世紀8、90年代“3D加速卡(3D accelerator)”的產品概念,因此就更不能被稱為“顯示卡(Vedio Card)”了。

那麼問題就來了,在手機這漫長的發展歷程中,是否出現過真正意義上可以被稱為“顯示卡”的產品呢?其實還真有過,而且這些產品對如今的智慧手機設計也確實產生了著深遠的影響。今天我們三易生活就來帶領大家回顧幾款,曾經在手機行業中出現的“真·獨立顯示卡”~

Intel 2700G:藍色巨人的“移動獨顯”早已有之

首先登場的,是2004年英特爾釋出的2700G系列。那個時候Android和iOS都還沒有出現,但當時的一些“大屏智慧手機(主要是Windows Mobile裝置)”上,已經出現了早期的3D遊戲,同時部分消費者也有了“在手機上看影片”的需求。

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面對這樣的情況,英特爾一方面在他們當時最新的PXA270應用處理器裡,集成了旨在增強多媒體效能的“移動MMX”指令集,大幅提升了處理3D遊戲、影片解碼時的並行效能。另一方面,他們還基於PoverVR MBX Lite GPU進行修改,推出了能與PXA270選配使用的“獨立顯示晶片”——2700G系列。

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使用PXA處理器+2700G顯示卡的掌上電腦“機皇”Dell X51V

與現在手機中的GPU不同,2700G系列具備完整的2D顯示、3D渲染和影片解碼功能,理論上甚至可以讓2004年的智慧手機流暢地播放DVD清晰度的影片。而這在當時,顯然已經是很了不起的效能了。

順帶一提,我們所說的“2700G系列”包含了三款衍生型號,分別是入門款的2700G3、中端的2700G5,以及旗艦型的2700G7。儘管這三種型號的主頻相同,但“視訊記憶體”差異很大(分別為384KB、704KB和704KB+16MB)。沒錯,11代酷睿上用以區別圖形效能高低的“G3、G5、G7”字尾,指不定就是對曾經這段歷史的致敬。

ATi Imageon:它成就了高通Adreno的輝煌

講完了英特爾,接下來自然就是AMD了。只不過老玩家想必都知道,以前AMD是不涉足圖形硬體的,他們的GPU技術全都來自於ATi(冶天科技)的併購。當然,用於手機的“獨顯”也不例外。

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ATi的“手機獨顯”說起來,比英特爾的同類產品誕生的還要更早一些,早在2002年就已面世。而且與英特爾僅僅只為自家手機CPU服務的策略不同,ATi的“Imageon”手機顯示卡能夠廣泛搭配當時的各種手機處理器和作業系統。事實上,它甚至可以用於非智慧手機平臺,也就是可以為Java遊戲提供3D加速渲染。

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LG基於ATi顯示卡推出的早期遊戲手機

不僅如此,ATi Imageon顯示卡的功能也更為豐富,除了2D顯示、3D渲染、影片解碼外,還集成了音訊解碼和攝像頭處理單元。從現在的角度來看,也就是將音訊DSP與影像ISP都做進了顯卡里。正因如此,當年索尼愛立信就曾在他們的經典拍照手機K790中,使用過ATi Imageon顯示卡來驅動相機和圖形功能。當時很多人都說索愛的功能機JAVA效能特別強,如今看來多少可能就與這一“獨顯晶片”有關。

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索尼愛立信K790的CMOS與其“ATi獨顯晶片”

更有意思的是,在AMD收購ATi後,Imageon產品線先是被收歸於AMD旗下,並以“AMD Z340”的名義推出過一款新品。此後,“AMD Z340”被授權給了當時的高通,成為了高通Adreno 200。又過了不久,整個Imageon產品線就被兜兜轉轉直接“轉手”給了高通,就此成為了如今Adreno GPU序列的重要基礎(在這之前高通方面其實也有自己的GPU相關技術)之一。

NVIDIA GoForce:超前的設計,更超前的產品規劃

相比於較為冷門的英特爾和AMD這類產品,NVIDIA在手機晶片領域的“知名度”顯然要高得多。但如果真要說到NVIDIA在手機上的“獨顯”產品,可能許多朋友並不瞭解。畢竟它並不隸屬於後來大名鼎鼎的Tegra序列,而是一個名為“GoForce”的產品線。請注意,我們並沒有打錯字,是GoForce、而不是PC上的GeForce。

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為什麼NVIDIA要在命名上將“手機獨顯”與其他的顯示卡晶片進行區分呢?這背後其實是有個很重要的原因。因為“GoForce”最初的架構並非NVIDIA自研,而是源自他們收購的一家名為“MediaQ”的公司。而且從底層架構來看,GoForce的基本思路與當時的主流PC顯示卡確實很不一樣,它非常超前,能效比幾乎達到了同世代PC GPU的十幾倍之多。

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然而過於超前的圖形架構也帶來了一個十分嚴重的問題,那就是GoForce獨顯的驅動適配變成了一件難於登天的事情。就拿曾經適配過GoForce 5500獨顯的O2 Xda Vista為例,這款機型直到今天,其顯示卡驅動也僅能用於部分影片的硬解碼加速,並無法發揮理論上極為強大的3D渲染效能。

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微軟ZUNE HD播放器使用的就是早期Tegra SoC,此時NVIDIA已經不做“手機獨顯”了

更為重要的是,比起超前的圖形架構,NVIDIA對當時移動領域晶片需求的判斷還更為敏銳一些。以至於他們實際上只推出了兩代“GoForce”獨顯產品,就將移動晶片的設計方向從“顯示卡”轉向了整合CPU、GPU、ISP、DSP,甚至記憶體的完整SoC。

要知道,此時距離大家熟悉的“Tegra 2”問世,至少還有三個世代(GoForce 6100、Tegra650、Tegra APX系列都是並未取得成功的SoC設計)。從這一點來看,NVIDIA對於移動晶片市場的趨勢判斷,確實是太超前了些。

“手機獨顯”並不成熟,但它代表了當時的那個時代

總的來說,早期“手機獨顯”出現的原因,一方面是因為當時有“在手機上打遊戲、看影片”需求的使用者還屬少數,廠商沒必要給所有的手機都配備3D加速和影片硬解碼能力。另一方面,這也是由於當時的半導體制程制約所致。雖然大家都明白,單論處理多媒體計算的效率GPU要遠高於CPU,但問題在於多加一顆GPU晶片,本身就會帶來額外的功耗壓力。

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當然,反過來說,一旦半導體制程得到改善,同時多媒體應用成為手機的主流需求後,“在手機上搭載顯示卡(GPU)硬體”也就很快變成了一種剛需。也正是由於這種使用者需求的推動,反而使得早期作為“手機可選元件”的獨顯晶片日漸式微,而如今大家所熟悉的、整合化的GPU、DPU、VPU、DSP和ISP單元,則成為了當下SoC的“必選項”。

【本文圖片來自網路】