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文｜雷科技 leitech
去年 11 月，联发科和高通接连发布了新一代旗舰芯片——天玑 9200 和骁龙 8 Gen 2，除了性能上的提升，两场发布会上最大的功能亮点都是对移动光追技术的支持。光追对画面显示效果的提升，早已被桌面玩家认可，但同时，外界也对两款手机芯片的光追性能以及能效保留了疑问——先不说能效表现，在实际游戏中，手机 GPU 能跑多久？
不知道。包括号称首发移动光追开放平台的一加 11，也根本没准备好正式迎接手游光追。即使在目前手游比较普遍的 720P 清晰度下，光追对手机 GPU 的性能和功耗压力依然很大，如果说高通那边还可能依靠自研 GPU 架构再挤一管「牙膏」，联发科这边最好的选择就是：摇人。
据 DidiTimes 援引芯片设计人士报道称，正在冲击高端市场的联发科将与英伟达进行合作，预计最快将在 2024 年联发科的旗舰芯片上搭载英伟达 GPU，强化联发科芯片的 AI 和游戏性能。
而除了联发科，其他几家手机芯片厂商也在加强 GPU 方面的性能，以应对移动光追以及 AI 等方面的性能需求。三星携手 AMD 早在去年就推出了支持光追的芯片，高通也将继续发力自研 GPU 架构，苹果原计划在 A16 上的采用新一代支持光追的 GPU 架构也即将到来。
未来几年，随着各家对移动光追的落地，我们很可能将看到苹果、高通、联发科、三星、英伟达、AMD 以及 Arm——七家全球半导体巨头在手机 GPU 领域的对决盛景。
手机 GPU 大战在即
理想情况下，联发科可以借由英伟达在 GPU 上的理解和技术实力，一举拉近与骁龙旗舰芯片、苹果 A 系列在 GPU 方面的差距，甚至是超越，进而联发科也有望抢到更多的高端手机芯片市场份额。
当然，实际层面还是有太多可能因素影响。
图/三星
去年年初，三星发布的旗舰芯片 Exynos 2200，其中就搭载了基于 AMD RDNA2 架构开发的 GPU，首发支持移动光追和可变速率着色等高级图形处理功能。
但从后面 Exynos 2200 的表现来看，三星和 AMD 的首次携手显然谈不上成功，能效远低于外界预期。在今年最新一代旗舰手机 S23 系列上，三星甚至在全球范围内转向高通骁龙平台，Exynos 平台则转而服务三星自家的中端或入门级产品。
不过，三星和 AMD 并没有因为第一次的失败而放弃继续合作。至少三星明确表态将继续在 Exynos 上与 AMD 合作，基于 RDNA 架构开发 GPU。此外，还有消息指出三星成立了一个名为「梦之队」的研发小组，目标是在 2025 年开发出具有竞争力的移动处理器，最终计划在 Galaxy S25 系列上搭载。
另一边，AMD 入局手机 GPU 市场，英伟达更是在 Tegra 之后再度重返，一是看到了未来 ARM 架构在高性能芯片市场的可能带来的变局，二是智能手机作为全球最大的游戏平台的巨大利益，完全可能弥补 PC 市场萎缩留下的巨大缺口。
上周，英伟达公布了 2022 年第四季度及全年业绩报告，游戏和数据中心依然是英伟达最核心的两大业务。全年来看，数据中心（含 AI）业务营收达到了 150.1 亿美元，同比增长 41%；游戏业务营收 90.7 亿美元，同比下滑 27%。
不仅是财报亮眼，最近两个月火爆全球的 ChatGPT，也让主导 AI GPU 市场的英伟达的市值从年初至今涨了近 2000 亿美元。也怪不得过去两年英伟达创始人兼 CEO 黄仁勋多次在公开场合表示，「英伟达不是一家游戏公司，而是一家 AI 公司」。
就在最新的财报电话会议上，英伟达也是满口都是 AI，一位网友做了粗略的统计：5 分钟内，英伟达提了 23 次「AI」。
与此同时，全球 PC 市场的继续萎缩对于 AMD 和英伟达的游戏业务始终都是一个压力。去年前三个季度，英伟达游戏业务收入就经历了过山车一般的下滑。与联发科的合作，有可能将英伟达带向一个远大于 PC 市场的智能手机市场。
但留给英伟达和 AMD 的问题是，他们必须证明自己的价值——帮助联发科和三星在 GPU 性能和能效方面，追上甚至超越拥有自研 GPU 的高通和苹果。
高通和苹果：两座大山
相比其他手机芯片设计厂商，苹果和高通长期以来处于手机 GPU 领域的领先地位。很大程度上，这要归功于自研 GPU 架构带来的好处，不仅让苹果和高通打造一系列专属的特性和功能，形成差异化优势，也可以自行规划 GPU 的发展方向，掌控产品的更新节奏。
比如高通从 2018 年的骁龙 845 开始就推出了异构计算的人工智能引擎 AI Engine，通过 CPU、GPU 和 DSP 三方协同的方式实现顶尖的 AI 处理功能。
而从高通骁龙 865 旗舰芯片开始，骁龙 Elite Gaming 特性开始包括 Adreno GPU 驱动更新。这让手游也可以像桌面游戏一样，可以由玩家自行掌控图形驱动更新和 GPU 设置，享受最新的游戏特性体验。
但 Adreno GPU 也不是凭空而生的，高通 Adreno 技术其实来源于 ATI Imageon 系列低功耗 GPU。2006 年，AMD 收购了处在低谷的 ATI 公司。然而当时的 AMD 资金并不充裕，因此在收购之后也陷入了困境。为了解决问题，AMD 在 2008 年将与移动设备和技术有关的 ATI 业务打包出售给了高通。
也正是在 ATI Imageon 产品线的基础上，高通骁龙 Adreno GPU 应运而生，这也使得高通成为了 Android 生态中唯一一家能够独立自行研发移动 GPU 架构而无需购买 Arm 公版授权的厂商。
在最新的苹果 A16 芯片上，CPU 和 GPU 提升寥寥，官方用来体现 CPU 性能提升的对比产品还是三年前的 A13，GPU 方面更是被高通最新一代 Adreno 反超一大截。
图/极客湾
极客湾的测试结果显示，搭载骁龙 8 Gen 2 的小米 13 在绝大部分频率的能效都明显优于搭载 A16 的 iPhone 14 Pro，以及搭载 A15 的 iPhone 13 Pro。在上一代的 GPU 竞争中，A15 还能占据一定优势，到了 A16 这代几乎完败给了高通 Adreno 740 GPU。
而据 The Information 报道，苹果原计划是对 A16 芯片的 GPU 进行重大升级，引入光追等技术。但在开发过程中，苹果发现存在设计缺陷，会导致严重影响手机续航和发热的问题，最终不得不直接使用 A15 上的 GPU 设计，这也是为什么 A16 GPU 完全没有进步的原因。
也是因为光追。
写在最后
毫无疑问，芯片在智能手机中扮演了至关重要的角色，其性能更是会全面影响甚至决定手机的使用体验。作为手机芯片中的重要组成部分，GPU 对于手机图形处理的速度和渲染能力同样也是至关重要。
移动光追的趋势，更是让手机 GPU 性能的提升变得紧迫。苹果想在 A16 上就支持支持移动光追等功能，以提升游戏体验，但最终却在在芯片设计放下错误，不得不挪用上一代的 GPU 架构。
但另一方面，苹果的错误也反映了在智能手机上实现光追的难度，流畅度、清晰度、发热功耗都是芯片和手机厂商必须考虑的问题。高通、联发科、三星和 AMD 虽然都已经支持了移动光追技术，但落地到实际应用的表现还是有待观察。
不过，苹果、高通、联发科、三星、英伟达、AMD 以及 Arm——七家全球半导体巨头在手机 GPU 领域的对决，也意味着更大的竞争强度，更加不容许「挤牙膏」的行为，或许也会快速推高手机 GPU 的性能，这是我们所乐见的。
