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【03-31 分享】GPU知识大讲堂开课了

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GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，在一颗移动soc中，CPU和GPU都是封装在一起的。因此如何抉择一个soc变得十分重要
现在的GPU的性能越来越强夯，而宣传更是越来越过火，所谓的72核GPU和超越Xbox 的图形计算性能越来越让人质疑。我们该相信什么？一个GPU的性能又应该如何去衡量？
IP属地:河北1楼2014-03-31 21:53回复
    ① shader
    Shader在我的理解里的概念是顶点像素着色器，根据渲染模式的不同有pixel shader和vertex shader的分离渲染架构，由vs负责输出顶点数据，再由ps进行上色渲染。而统一渲染架构中的shader既可以生成顶点建模，又可以渲染像素生成纹理。比分离渲染架构灵活多变，可以自由部署vs ps的数量。以320的16shader为例，当一个游戏需要的建模大于像素需要时。Shader中可以15个都去输出三角形，只用一个渲染像素，同样也可以1个输出三角形，15个shader渲染像素。而分离渲染架构的shader功能就已经注定下来了
    IP属地:河北2楼2014-03-31 21:53
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      2026-02-11 07:09:36
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      ②带宽
      带宽指的是最高数据传输量，严格来说gpu并不和带宽有关系，但带宽限制了gpu的性能发挥。这样来说吧，gpu处理的数据是漏斗里的油，而带宽就是油漏下去的速度。即使gpu处理的数据再多但漏不下去也是白费。 带宽的大小等于位宽*频率。如iphone5的A6就是64bit 等效1066mhz的频率，因此它的带宽是8.5GB每秒。而iphone5需要带动一个大型游戏满帧的话。8层读一层写，32位的屏幕。需要带宽640*1136*4*60*9约为1.5GB每秒的带宽，因此iphone在分辨率的优势显得明显了。而国内一些寨板用64bit 624mhz等效频率。约为4.8GB的带宽去带WXGA 实属丧心病狂啊。 32bit的WXGA屏幕需要 6.48实际带宽。因为soc上的CPU等部分也是需要用到带宽的，因此实际带宽需要打个半折吧。而ipad4为了带上WXGA用上了128bit 1066mhz的17GB内存，足以喂饱PVR554了。而pc端的大部分独立显卡有独立显存，带宽可是嗷嗷叫的300,400GB啊
      IP属地:河北本楼含有高级字体3楼2014-03-31 21:54
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        ③ 内部构造
        1. IMG PVR5 系列
        Shader核心为usse，支持FX10 FP16和32精度。每时钟频率内可对1个FP32精度的浮点数进行一次MADD乘加运算，在共享操作数的时候可以对其进行2次浮点运算。记做4flops每时钟频率。 531 535 540 545等gpu都是基于usse的。
        IP属地:河北4楼2014-03-31 21:54
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          2. IMG PVR 5XT
          Shader核心升级为usse2，内部构造为vec4矢量单元和一个标量scalar单元的alu组成，vec4单周期对4个32位浮点数进行MADD计算，记做8flops每时钟频率。标量单元只进行一些特殊函数的计算，一般计算性能时不考虑。有543,544，554三款 其中544是543增强了dx的支持，增大了die。性能方面一致，都为单核4usse2。554堆料恐怖，单核8usse2。即64flops。
          IP属地:河北5楼2014-03-31 21:54
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            3. PVR 6 series Rogue
            Shader核心为usc，单核32scalar标量alu。光论理论性能单核usc和单554是一个量级的，但是scalar标量比vec4的向量效率要高得多，貌似是可以将指令打包成vliw4？ 所以shader性能仅仅是2倍不及与前代的iphone5s的跑分却达到了三倍之多。 Iphone5s的Rogue为G6400，4usc，128scalar alu，单周期有256flops的性能。频率为200mhz。则shader性能为51.2Gflops。 听闻ipad5将采用比现在Rogue中最为残暴的6630还残暴的未出现过的GPU。我等屌丝是买不起的。
            IP属地:河北6楼2014-03-31 21:55
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              4.ULP系列
              Vliw4的scalar核心，T2中为一组vliw4 vs和一组ps。T3一组vs二组ps。T4为六组vs，十二组ps。计算能力每scalar alu为2flops每周期。顶点支持fp20精度，像素支持32精度
              IP属地:河北7楼2014-03-31 21:55
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                6Adreno系列
                adreno2xx，无论是fp16还是fp32都是按照32精度计算。 内部结构为vec4+scalar
                220是8X vec4+scalar 266mhz 225则是400mhz
                adreno3xx，支持fp16精度，fp16精度下shader性能翻倍。内部为vliw4+scalar
                305 4vliw4+scalar 320 16vliw4+scalar 330 32vliw4+scalar
                IP属地:河北10楼2014-03-31 21:55
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                  2026-02-11 07:03:37
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                  支持格式
                  opgl es2.0中兼容格式为etc 不支持alpha通道，帧读取效率较为缓慢
                  opgl es3.9中兼容格式为etc2
                  powervr支持pvrtc
                  ulp支持thd
                  adreno支持atitc
                  IP属地:河北11楼2014-03-31 21:55
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                    渲染模式
                    MR是即时渲染（纹理渲染）
                    TBR是延迟渲染（贴图渲染）
                    TBDR是分块延迟渲染（贴图渲染
                    IP属地:河北12楼2014-03-31 21:56
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                      各自的特性
                      malit6xx中 支持forward pixel kill，通过在帧缓存中硬件检测像素的位置排列，避免渲染后面不可见的像素
                      pvr中有tbdr 早期通过early z软件检测每一个像素的z值，只取z值靠前的可见像素。但是透明场景会崩坏
                      IP属地:河北13楼2014-03-31 21:56
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                        NV的ULP和VV的GC系——IMR
                        ARM的MALI——TBR
                        IMG家的SGX系——TBDR
                        高通家的Adreno——flex render
                        IP属地:河北15楼2014-03-31 21:57
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                          IMR和TBR/TBDR的最大区别在纹理贴图单元的操作，当然还有其他的不同点，本文只讲一点，
                          IMR直接通过GPU进行纹理计算，纹理贴图单元再把纹理贴上帧图像，缺点，出错时要通过带宽在帧缓存中直接进行修改，这么一来，带宽就会被吃得很紧。但优点是整个过程是顶点着色器构图—光栅化单元填充成素图—像素着色器填充像素—纹理贴图单元贴上【顶点着色器，像素着色器计算所得的】特效纹理。IMR在简单场景中有优势，这个优势仅对于移动端来说。
                          IP属地:河北16楼2014-03-31 21:57
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                            TBR和TBDR对比IMR多了个高速缓存，能把VS处理好的图形骨架细分化，并通过指针指令送入高速缓存中的存储单元中。再由渲染管线进行下一步操作。
                            IP属地:河北17楼2014-03-31 21:58
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                              2026-02-11 06:57:37
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                              对比TBR ,TBDR是个进化，TBDR拥有HSR（hidden surface remote）隐藏面消除技术，用3Dfx进行隐藏面消除，据说能完全彻底消除，则是纹理贴图单元把数据包中常用的特效和贴图贴上帧图像，为了节省带宽（贴图都是被压缩的），在特效多，复杂的场景中有优势。这优势也只是对于移动端来说
                              IP属地:河北19楼2014-03-31 21:58
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