荣耀的GPU Turbo把技术男都搞晕了 如何用人话解读这吓人的宝贝呢?

并不是啥新鲜货,PC领域早就有了。

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作者:五道狗

日前,荣耀新品发布会,终于解开了预热已久的“吓人技术”之谜,也就是GPU Turbo技术。用发布会PPT上的介绍来看,就是提升了GPU的性能,却降低了功耗,让手机玩游戏更加流畅,机身却不至于过分发烫,电池也不会刷刷往下掉电。

图0:荣耀的GPU Turbo把技术男都搞晕了 如何用人话解读这吓人的宝贝呢?

但是呢,荣耀高管在发布会上讲解GPU Turbo技术原理的时候,却用了一些语焉不详的语言,让笔者朋友圈里一位搞硬件报道多年的朋友都感到很晕,弄不清具体是怎么实现的。

图1:荣耀的GPU Turbo把技术男都搞晕了 如何用人话解读这吓人的宝贝呢?

人类5000年历史告诉我们,飞碟上捡到外星科技突然发生技术飞跃这事儿还不存在。语焉不详的事情总可以用已有的同类事物来解释,下面我就试着通过一些已有的半导体行业技术来分析一下GPU Turbo到底是咋回事。

第一阶段分析:余承东为什么不讲CPU发生了什么?

首先,在发布会上,反复强调“提升GPU性能”,而没有具体解释在CPU上发生了什么。

其次,余承东使用了一张对比图“单线程完胜多线程”,但并没有讲到底“什么东西”工作在单线程模式。我所知道的,半导体行业里只有在描述CPU的时候,会讲单线程或者多线程。

图2:荣耀的GPU Turbo把技术男都搞晕了 如何用人话解读这吓人的宝贝呢?

在此,我得到一个初步的猜测:GPU Turbo技术中进行了一个操作:关闭多数CPU核心(只留一个),而对GPU进行超频,从而实现游戏性能的提升。

我什么得出这个“吓人”猜测呢?因为是有先例的。早在2010年,Intel给自己的CPU起了个新名字“智能处理器”,它加入了一种叫“Turbo mode”的技术,中文名是睿频。睿频技术有多种模式,其中的游戏模式就是关闭或降频多数核心,只让一个核心工作(超频模式),以此来增加游戏性能。这是因为在运行游戏时,多核心发挥不出太大优势,反而是单核高频对游戏能提升有很大帮助。

大家可以看到,虽然荣耀的GPU Turbo并没有说自己只在玩游戏时有帮助,但在PPT演示中,只使用了游戏举例。由此可以猜测,GPU Turbo对游戏以外的大多数应用并没有加速作用。

图3:荣耀的GPU Turbo把技术男都搞晕了 如何用人话解读这吓人的宝贝呢?

除了游戏,这些也是GPU要干的活儿

CPU和GPU之间有啥关系?

在进行下一步推测之前,我们先聊一下CPU和GPU的分工。

CPU是计算机的大脑,作用是进行通用运算,只要是开机状态,这颗大脑都得处于清醒状态,只是它的功耗会随着工作强度变化而自动增减。

GPU是图形处理器,主要任务是3D运算(当然PC领域也会用它进行一些通用运算加速,但实际上并不真的“通用”,只在某些情况下可用),也就是玩3D游戏,不玩游戏的时候,它都处在一种近似休眠的状态。为什么要让它休眠?因为GPU这家伙全速运行时功耗惊人,如果你的电脑或手机的GPU长期处在高速运行状态,机身就会发烫得惊人。

在传统计算机架构中,CPU和GPU是完全分离的,各有各的供电线路,即使是发热,也是各发各的热,互相之间没多大干扰。但是在手机主芯片这个高集成度的东西里,CPU和GPU是集成在一颗芯片中的,两者合盖一床被子,共享一个TDP功耗。

半导体行业里有个概念叫TDP(散热设计功耗),一颗芯片的整体功耗一旦超过TDP, 就可能有过热、发生故障的隐患。所以芯片的电源控制功能会自动分配整颗芯片的功耗,尽量控制在TDP功耗之内。而CPU和GPU如果都全速运行,必然会发生抢被子(争抢功耗)现象。

第二阶段分析:啥叫GPU和CPU之间的处理瓶颈?

在荣耀发布会上,余承东讲过一句话“GPU Turbo打通了EMUI操作系统以及GPU和CPU之间的处理瓶颈,实现了整个系统的图形处理效率的极大提升”。请留意“瓶颈”这个词。GPU和CPU之间怎么就瓶颈了呢?

图4:荣耀的GPU Turbo把技术男都搞晕了 如何用人话解读这吓人的宝贝呢?

玩电脑DIY的朋友都知道,低档CPU搭配高档GPU,或者低档GPU搭配高档CPU,都会造成带不动的“瓶颈”。但同一个档次的CPU和GPU搭配,就不存在这个问题。同理,荣耀手机所用的麒麟芯片,里面集成的CPU和GPU也应该不存在这个瓶颈。

我曾经使用过AMD的新款APU产品,型号为2400G,在玩某个游戏时,发生了严重画面掉帧现象。2400G中集成了性能不错的CPU和GPU,理论上玩这款游戏应该很流畅才对。后来我发现,是因为这颗APU的TDP功耗限制导致的,整颗芯片的功耗之和被限定在65瓦。我在玩这个游戏时,CPU和GPU发生了“抢被子”现象,所以画面掉帧。

解决方法并不复杂,在BIOS设置里面解除TDP限制即可,然后这颗2400G里面的CPU和GPU就放飞了自我,游戏帧率轻松保持在60fps以上。

经过这段分析,我就有了新的猜测:余承东所讲的“GPU和CPU之间的处理瓶颈”并不是性能“带不动”的瓶颈,而是两者抢夺TDP的功耗瓶颈

那他为什么不像电脑一样解除TDP限制呢?这是因为手机的散热条件没有台式电脑好,一旦超出TDP功耗,不仅手机会发烫,还会过热死机,严重的还会烧坏主板。这个操作在台式电脑上无所谓,放在手机上可就危险了。

怎么消除这个瓶颈呢?荣耀使出了一个“吓人”的操作,关闭大多数CPU核心,只保留一核,节省功耗,把省下来的功耗交给GPU,对GPU进行超频。

结论:GPU Turbo吓人的本质

综上,我用一段技术男们能看懂的话描述一下GPU Turbo技术的实质——为了不超出TDP功耗限制,关闭多数CPU核心,同时对GPU进行超频,以此来提升3D游戏性能。

并不是啥新鲜货,PC领域早就有了。

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