Что такое графический процессор в телефоне

Что такое графический процессор и как он работает?

Графический процессор — одна из самых важных частей нашего телефона или планшета Android, независимо от того, используете ли вы Moto G, Galaxy Note 4 или Nexus 7 (2013), но для многих это все еще большая неизвестность. Как и в каждой статье об Android для начинающих, мы стремимся пролить свет на фундаментальный, но часто упускаемый из виду аспект Android. На этот раз мы пролим свет на темную часть аппаратного обеспечения нашего телефона: что такое графический процессор и как он работает?

Слушайте детей и учитесь. Сегодняшний урок: GPU. © ANDROIDPIT

Что такое графический процессор?

GPU расшифровывается как Graphics Processing Unit, так что это, вероятно, уже дает вам представление о том, что он делает. Это процессор, предназначенный исключительно для операций обработки графики или вычислений с плавающей запятой.

Одной из основных функций графического процессора является снижение нагрузки на ЦП (центральный процессор), особенно при запуске графических приложений, таких как игры с высоким разрешением или приложения с трехмерной графикой.

Например, рассмотрите игру как шутер от первого лица. В этом случае графический процессор будет отвечать за создание графики, текстур и цветов в игре, а центральный процессор, не работая с графикой, может использовать свои ресурсы для искусственного интеллекта или расчетов игровой механики.

Архитектура графического процессора не слишком отличается от центрального процессора, однако его конструкция гораздо более оптимизирована для эффективного вычисления графической информации. Следовательно, если бы вы попросили свой графический процессор выполнять что-либо, кроме графических задач, он внезапно стал бы неэффективным и медленным компонентом, а не тонко настроенным инструментом.

Графический процессор — чрезвычайно важная часть вашего смартфона или планшета. © Nvidia

Типы GPU

Выделенные видеокарты обеспечивают более высокую мощность. Они специально созданы для этой работы и интегрируются с материнской платой через отдельный порт. Эти типы графических процессоров также имеют отдельную оперативную память для процессора, которая может использоваться только графическим процессором. Вы не найдете такие видеокарты в устройствах Android, а скорее в настольных ПК и ноутбуках.

Интегрированная графика более знакома пользователям Android, потому что она включена в так называемую систему на кристалле (SoC), такую ​​как Snapdragon 810, которая включает в себя встроенный графический процессор Adreno 430. На этот раз используемая память — это системная память, а графический процессор интегрирован в сам процессор.

Существуют также гибридные графические процессоры, представляющие собой смесь обоих типов. То есть они имеют небольшой объем выделенной оперативной памяти, но также используют системную память.

Новый Tegra X1 от Nvidia — феноменальное улучшение по сравнению с предыдущими графическими процессорами Nvidia. © Nvidia

Как работает графический процессор?

В отличие от центральных процессоров, у которых несколько ядер работают на высокой скорости, у графических процессоров много вычислительных ядер работают на низких скоростях. Эти ядра в основном предназначены для двух разных функций: обработки вершин и пикселей.

Обработка вершин по существу вращается вокруг идеи систем координат. Графический процессор выполняет геометрические вычисления, чтобы воспроизвести пространственное пространство на вашем экране. Это приводит к таким вещам, как глубина и пространственные данные в играх, а также возможность вращения в трехмерном пространстве.

Пиксельная обработка графических процессоров или, проще говоря, графика, которую мы видим, очень сложна и требует даже большей вычислительной мощности, чем требуется для вершин. Обработка пикселей визуализирует различные слои и применяет эффекты, необходимые для создания сложных текстур, чтобы получить максимально реалистичную графику.

Пространственная информация и визуальные текстуры — все это часть того, что делает графический процессор. © 3dinteger

После того, как оба этих процесса были обработаны, результат переносится на цифровой дисплей, в данном случае на экран вашего смартфона или планшета. Процессы, которые я здесь описал, происходят непрерывно, миллионы раз в секунду, когда мы играем в игру. (Теперь вы знаете, почему ваш телефон иногда нагревается.)

Конечно, все намного сложнее, но теперь вы должны иметь возможность обмануть свой путь через разговор о графических процессорах, не выглядя слишком бестолковыми. Или, может быть, вы захотите пойти и почитать больше по этой теме?

Если у вас есть какие-либо вопросы о графических процессорах, просто задавайте их ниже. Какую часть вашего смартфона вы хотели бы объяснить дальше?

Источник

Ликбез по мобильному железу: графические процессоры

Графический процессор (GPU) является не менее важным компонентом SoC мобильного устройства, чем центральный процессор (CPU). За последние пять лет бурное развитие мобильных платформ Android и iOS подстегнуло разработчиков мобильных графических процессоров, и сегодня никого не удивить мобильными играми с трехмерной графикой уровня PlayStation 2 или даже выше. Вторую статью цикла “Ликбез по мобильному железу” я посвятил графическим процессорам.

В настоящее время бОльшую часть графических чипов производят используя ядра: PowerVR (Imagination Technologies), Mali (ARM), Adreno (Qualcomm, ранее ATI Imageon) и GeForce ULP (nVIDIA).

PowerVR — это подразделение компании Imagination Technologies, которая в недавнем прошлом разрабатывала графику для настольных систем, но под давлением ATI и nVIDIA вынуждена была покинуть этот рынок. Сегодня PowerVR разрабатывает, пожалуй, самые мощные GPU для мобильных устройств. Чипы PowerVR используют при производстве процессоров такие компании, как Samsung, Apple, Texas Instruments и др. Например, разные ревизии GPU от PowerVR установлены во всех поколениях Apple iPhone. Актуальными остаются серии чипов 5 и 5XT. К пятой серии относятся одноядерные чипы: SGX520, SGX530, SGX531, SGX535, SGX540 и SGX545. Чипы серии 5XT могут иметь от 1 до 16 ядер: SGX543, SGX544, SGX554. Спецификации 6 серии (Rogue) пока уточняются, но уже известен диапазон производительности чипов серии — 100-1000GFLOPS.

Mali — это графические процессоры, разрабатываемые и лицензируемые британской ARM. Чипы Mali являются составной частью различных SoC, производимых Samsung, ST-Ericsson, Rockchip и др. Например, Mali-400 MP входит в состав SoC Samsung Exynos 421x, используемых в таких смартфонах, как Samsung Galaxy SII и SIII, в двух поколениях “смартфонпланшетмаша?” Samsung Note. Актуальным на сегодня является Mali-400 MP в двух- и четырехядерных вариантах. На подходе чипы Mali-T604 и Mali-T658, производительность которых до 5 раз выше, чем у Mali-400.

Adreno — это графические чипы, которые разрабатывает одноименное подразделение американской Qualcomm. Название Adreno является анаграммой от Radeon. До Qualcomm подразделение принадлежало ATI, а чипы носили название Imageon. Последние несколько лет Qualcomm при производстве SoC использовала чипы 2xx серии: Adreno 200, Adreno 205, Adreno 220, Adreno 225. Последний из списка — совсем свежий чип — выполненный по 28нм технологии, самый мощный из Adreno 2хх серии. Его производительность в 6 раз выше, чем у «старичка» Adreno 200. В 2013 году все больше устройств получат графические процессоры Adreno 305 и Adreno 320. Уже сейчас 320-ый установлен в Nexus 4 и китайскую версию Nokia Lumia 920T, по некоторым параметрам чип в 2 раза мощнее 225-го.

GeForce ULP (ultra-low power) — мобильная версия видео-чипа от nVIDIA, входит в состав системы-на-кристалле Tegra всех поколений. Одним из важнейших конкурентных преимуществ Tegra является специализированный контент, предназначенный только для устройств на основе этой SoC. У nVIDIA традиционно тесная связь с разработчиками игр, и их команда Content Development работает вместе с ними для того, чтобы оптимизировать игры для графических решений GeForce. Для доступа к таким играм nVIDIA даже запустила Android-приложение Tegra Zone, специализированный аналог Android Market, в котором можно скачать оптимизированные для Tegra приложения.

Производительность графических процессоров обычно измеряется по трем параметрам:

— количество треугольников в секунду обычно в миллионах — Мега (MTriangles/s);

— количество пикселей в секунду обычно в миллионах — Мега (MPixel/s);

— количество операций с плавающей точкой в секунду обычно в миллиардах — Гига (GFLOPS).

По «флопсам» требуется небольшое пояснение. FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) — это количество вычислительных операций или инструкций, выполняемых над операндами с плавающей точкой (запятой) в секунду. Операнд с плавающей точкой — это нецелое число (корректней было бы сказать «с плавающей запятой», ведь знаком, отделяющим целую часть числа от дробной в русском языке является именно запятая). Понять какой графический процессор установлен в твоем смартфоне поможет ctrl+F и таблица приведенная ниже. Обратите внимание на то, что GPU разных смартфонов работают на разной частоте. Что бы вычислить производительность в GFLOPS для конкретной модели необходимо число указанное в столбце «производительность в GFLOPS» разделить на 200 и умножить на частоту отдельно взятого GPU (например в Galaxy SIII GPU работает на частоте 533МГц значит 7,2 / 200 * 533 = 19,188):

8,5* @200МГц

4,3* @200МГц

1,4* @128МГц

Приведу еще одну таблицу с абсолютными значениями производительности самых популярных смартфонов верхнего ценового диапозона:

44,3 @433МГц*

Мощность мобильной графики растет от года к году. Уже в этом году в топовых смартфонах мы можем увидеть игры уровня PS3/X-Box360. Одновременно с мощностью сильно растет энергопотребление SoC и неприлично снижается автономность мобильных устройств. Что ж, будем ждать прорыва в области производства источников питания!

Еще один пожиратель энергии в современном мобильном устройстве — это, безусловно, дисплей. Экраны в мобильных телефонах становятся все краше. Дисплеи смартфонов выпущенных с разницей всего лишь в год, разительно отличаются по качеству картинки. В следующей статье цикла я расскажу о дисплеях: каких типов они бывают, что такое PPI, от чего зависит энергопотребление и прочее.

Источник

Что такое графический процессор в телефоне Android?

В целом, графические процессоры обрабатывают визуальную сторону видеоигр, а также программное обеспечение для редактирования видео, графический дизайн, 3D-дизайн и другие подобные инструменты. В последнее время графические процессоры также используются для выполнения определенных неграфических задач, таких как криптовалютный майнинг, который хорошо сочетается с их уникальным внутренним дизайном.

Что это — графический процессор? Это компонент, входящий в состав видеокарты. Существует несколько видов чипов: встроенный и дискретный. Специалисты утверждают, что лучше справляется со своей задачей второй. Его устанавливают на отдельные модули, так как отличается он своей мощью, но ему необходимо отличное охлаждение. Встроенный графический процессор есть практически во всех компьютерах. Его устанавливают в CPU, чтобы сделать потребление энергии в несколько раз ниже. С дискретными по мощи он не сравнится, но тоже обладает хорошими характеристиками, демонстрирует неплохие результаты.

Выводы

Чтобы выяснить какой из смартфонов даст вам самую высокую производительность нужно учитывать множество факторов. Понимание того, что означают основные характеристики процессора уже дает хорошую базу. Как вы видели не всегда более высокие значения параметров лучше. Вы можете смотреть различные тесты и бенчмарки чтобы оценить как ведет себя устройство. Но не забывайте что не только процессор влияет на производительность.

Какие характеристики смартфонов более важны для вас? Вы всегда смотрите характеристики и тесты перед покупкой? Или для вас более важен дизайн и качество сборки? Напишите в комментариях!

Примечание переводчика: При переводе заменил информацию о старых процессорах, Apple A8 и Snapdragon 801 на новые Apple A11 и Snapdragon 845, но суть старался оставить такой же.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

(2 оценок, среднее: 4,50 из 5)

Об авторе

Администратор te4h.ru, интересуюсь новыми технологиями, криптовалютой, искусственным интеллектом, свободным программным обеспечением и Linux.

Общие вычислительные задачи на GPU

Последнее, что нужно знать о современных графических процессорах, это то, что они могут использоваться для определенных неграфических задач. Поскольку графические процессоры в основном состоят из огромного числа простых процессоров, любая работа, требующая большого количества параллельных вычислений, может выиграть от работы на графическом процессоре.

Например, карты Nvidia работают с инструкциями CUDA (Compute Unified Device Architecture). Вы можете написать программное обеспечение, используя CUDA, чтобы оно использовало уникальный дизайн графического процессора для ускорения определенных типов вычислений.

Существует также OpenCL, который не привязан к определенной марке карты. Графические процессоры применяются для анализа больших данных, машинного обучения, глубокого обучения, майнинга криптовалюты и постоянно растущего списка продвинутых рабочих мест, которые в прошлом требовались бы для суперкомпьютеров.

Что такое видеокарта?

Существует много путаницы в различиях между графическим процессором и видеокартой, поскольку эти два термина часто используются как синонимы.

Графический процессор — это фактический чип, который выполняет всю тяжелую работу. Графический процессор установлен внутри видеокарты.

Видеокарта AMD Radeon с дискретным графическим процессором

Графическая карта — это «карта расширения», которая позволяет графическому процессору подключаться к материнской плате и выводить изображение на ваш монитор. Видеокарты также могут иметь дополнительное оборудование, такое как система охлаждения и собственная выделенная оперативная память.

В то время как AMD и Nvidia производят графические процессоры, сторонние производители, такие как Asus и Gigabyte, продают свои собственные видеокарты, на которых размещены эти графические процессоры, предлагая уникальные конструкции и системы охлаждения.

Графическая карта и графический процессор имеют аналогичное отношение к процессору и материнской плате: первая обеспечивает всю вычислительную мощность, а вторая занимается логистикой.

Основные характеристики процессоров смартфона

Архитектура процессора

В обоих примерах процессоры построены на основе архитектуры ARM. Это аналог архитектуры x86 для персональных компьютеров. Она разрабатывается ARM Holdings и представляет из себя набор команд, которые контролируют работу процессора.

Большинство мобильных процессоров создаются на архитектуре ARM из-за более низкого энергопотребления и соответственно, большего строка службы батареи. В последние годы Intel пытается продвинуть ARM и для настольных компьютеров, где используется x86, но пока без особого успеха.

Обычному потребителю не нужно понимать особенности работы архитектуры ARM, достаточно только знать последнюю версию, так как она быстрее и эффективнее. Большинство современных процессоров уже выпускаются на архитектуре ARM v8, в том числе Apple A11 и Snapdragon 845, Но Snapdragon 801 построен на основе ARM v7 он был бы медленнее точно такого же процессора только на ARM v8.

Ядра и частота

Что лучше для потребителя, больше ядер или выше частота процессора? Большинство пользователей выбирают эти цифры по простому принципу – большие цифры выглядят лучше чем маленькие. Однако все не так просто.

Можно сказать что это основные характеристики процессоров смартфонов. Тактовая частота показывает скорость, с которой процессор может обрабатывать инструкции, в гигагерцах. При прочих равных процессор с тактовой частотой 2,5 ГГц будет быстрее чем процессор с частотой 2.0 ГГц.

Но остальные факторы очень редко равны. Новая версия процессора, скорее всего, будет быстрее старой даже с более низкой частотой, потому что процессор основанный на новой версии архитектуры быстрее. Еще имеет значение число ядер.

Каждое ядро – это отдельная вычислительная единица. Оно может выполнять вычисление самостоятельно, также ядра могут объединятся для решения сложных задач. При обычном использовании процессора операционная система и приложения используют несколько ядер на средней тактовой частоте. Результат этого – достаточно быстрая работа устройства при сниженной теплоотдаче и меньшем потреблении энергии. Также современные процессоры объединяют в себе ядра нескольких типов, высокопроизводительные и энергосберегающие.

Тем не менее это еще не означает, что восьмиядерный Exynos от Samsung автоматически в два раза превосходит четырехъядерный Snapdragon или в четыре раза лучше чем Apple A8. Существует множество факторов, которые влияют на производительность процессора кроме количества ядер и тактовой частоты. Кроме того, программное обеспечение должно быть спроектировано чтобы использовать все ядра процессора, если для четырех ядер картина обстоит лучше, то с восьмиядерными процессорами все еще не так хорошо. Вам будет сложно найти приложения для смартфона, которые будут использовать все восемь ядер. Даже компьютеры и ноутбуки чаще всего используют четырехъядерные процессоры.

Тут еще надо учитывать оптимизацию ПО. Например, Apple разрабатывает свою операционную систему для одного процессора, поэтому может оптимизировать ее настолько что двухъядерный процессор может сравняться в производительности или даже превзойти Android смартфоны.

Если коротко, то обычно большие цифры в характеристиках означают лучшую производительность, но далеко не всегда. Например, вот сравнение общей производительности Apple iPhone X на Apple A11 и Snapdragon 845 от Tomsguide:

Несмотря на то, что в некоторых тестах на 845 обошел A11, в целом у процессора от Apple производительность выше.

Разрядность 32 бит или 64 бит

Первым 64-битным смартфоном был Iphone 5s в 2013 году. Android отстал на год отчасти из-за отсутствия 64-битных процессоров, отчасти из-за того, что операционная система еще не была готова для их использования до выхода Android Lollipop в конце 2014.

Разрядность 64 бит важна не столько потому что она быстрее, сколько потому что открывает для устройства больше возможностей. Процессоры с разрядностью 64 бит позволяют приложениям использовать больше 4 гигабайт оперативной памяти. Такие процессоры расцениваются как “для рабочего стола”. С ними границы между смартфонами, планшетами и компьютером начинают размываться.

Увеличение скорости 64 битных процессоров объясняется скорее переходом на новую архитектуру ARM v8, которая значительно быстрее ARM v7. Потому флагманский смартфон на процессоре 64 бит будет быстрее, хоть и не напрямую из-за 64 битной разрядности.

Графический ускоритель

Графический процессор не так важен в списке характеристик, так как обычно он зависит от производителя SoC. Если производитель смартфона использует Snapdragon 845, то он получит графический процессор Adreno 630 как часть пакета.

Поскольку от графического ускорителя зависит отрисовка графических элементов и интерфейса, то он него действительно зависит воспринимаемая скорость работы смартфона с его интерфейсом, анимациями и визуальными эффектами. Обычно графический ускоритель соответствует классу устройства.

Как починить SIM-карту, которая не обслуживает?

Как исправить «Нет обслуживания и сигнала» на Samsung и Android

Какой игровой телефон №1?

Игры для смартфонов — одна из самых быстрорастущих отраслей, и многие предсказывают, что это следующий рубеж. … Список лучших мобильных телефонов для игр в Индии.

Понимание спецификаций GPU

Если вы хотите узнать, как выбирать между различными видеокартами, взгляните на нашу Руководство покупателя видеокарты для подробного объяснения спецификаций GPU. Если вы хотите просто краткое изложение, вот ключевые цифры, которые имеют значение, когда дело доходит до графических процессоров:

К сожалению, знание этих цифр или подробностей мало что скажет вам о том, как будет работать данный графический процессор или видеокарта. В конце концов, самое важное — это производительность приложений, которые вы хотите запустить, что вы можете легко найти в опубликованных онлайн-тестах.

Виновник проблемы – симка

Далее следует рассмотреть причины отказа в функционировании симки, когда виновата непосредственно она сама. Их несколько:

Источник