Какой ускоритель адрено лучше. Android Шаг за Шагом: Видеоускорители и все что с ними связано

Для смартфонов является ARM, созданная и поддерживаемая одноименной компанией. Большинство чипсетов для мобильных устройств создаются на базе ее разработок, однако подход отличается. Некоторые компании лицензируют готовые решения, а некоторые создают свои на их основе. Поэтому на рынке сложилось противостояние базовых и кастомных микроархитектур центральных и графических процессоров.

Базовые решения, созданные ARM, это процессорные ядра и графические Mali. Их использует большинство чипмейкеров: MediaTek, Samsung, Spreadtrum, Nvidia. А вот компания Qualcomm идет своим путем. Кастомные ядра Kryo применяются в топовых ее чипсетах, а графикой Adreno собственной разработки оснащаются все чипы Snapdragon.

В связи с разными архитектурами возникает вопрос: а что лучше – Adreno или Mali? Ответить на этот вопрос однозначно, как и решить, чьи графические чипы, Nvidia или AMD (к слову, именно последней принадлежало подразделение Adreno, до выкупа Qualcomm в 2009 году), лучше для настольного ПК. Дело в том, что все зависит от ситуации и конкретных задач, в которых превосходство может оказаться как на одной, так и другой стороне. Однако мы попробуем взвесить все плюсы и минусы Adreno и Mali, чтобы решить, что же все-таки лучше по их совокупности.

Плюсы и минусы Adreno

Плюсы:

• Высокая производительность . Теоретическое максимальное быстродействие графики Adreno выше, чем у Mali, установленной в чипсеты аналогичного класса. Так, в Snapdragon 625 вычислительная мощность Adreno 506 составляет около 130 ГФЛОПС (миллиардов вычислений с плавающей запятой за секунду), а в его сопернике MTK Helio P10 с ГП Mali T860 Mp2 – 47 ГФЛОПС.
• Поддержка более новых API . Чипы Adreno актуального поколения имеют больший набор API (программных инструментов для разработки), а их версии новее. Так, Adreno серии 500, вышедшие больше года назад, поддерживают Vulkan, OpenCL 2.0, DirectX12, Open GL ES 3.2. А вот у Mali поддержки DirectX12 еще нет, а OpenCL появилась лишь в серии G 2016, вышедшей в конце 2017.
• Меньшая склонность к перегреву . Графические процессоры Adreno в среднем меньше склонны перегреваться, чем Mali. В арсенале Qualcomm было несколько процессоров, склонных входить в троттлинг, но это были самые мощные чипсеты, у которых и ядра ЦП отличались горячим нравом. Да и в режиме сниженной производительности они не особо отставали (если вообще отставали) от конкурентов.

Минусы:

• Дороговизна . Разработка собственной графики обходится Qualcomm дороже, чем платят за лицензирование ARM Mali конкуренты. Поэтому чипсеты американской компании дороже, чем у тех же MTK.
• Худшая оптимизация софта . Около 20 % всех продаваемых смартфонов в мире – это Samsung, использующие графику Mali. Huawei в своих Kirin тоже внедряют стоковые ГП от ARM. Также от использования чьей-либо, кроме ARM графики, отказались и MediaTek. Как итог, доля Mali на рынке больше, и разработчики игр оптимизируют их, в первую очередь, для Mali. В итоге, при меньшем количестве GFLOPS, реально Mali в чипах бюджетного и среднего уровня не сильно уступают Adreno в играх.
• Меньший Fillrate в рендеринге . У чипов Adreno домен текстурирования (отвественный за формирование итогового изображения) относительно слабый. Адрено 530 способен отрендерить около 600 млн треугольников (из которых формируется 3D-картинка) за секунду, Mali G71 – 850 млн.

Плюсы и минусы Mali

Плюсы:

• Распространенность . Так как графика Mali является «эталонной» для чипсетов смартфонов, то и игры под нее оптимизируют лучше, чем под Адрено.
• Низкая цена . Лицензия на выпуск чипсетов с Mali стоит относительно дешево. Поэтому даже небольшие компании, без миллиардных вложений, могут заняться выпуском чипов с Мали, тем самым подстегивая конкуренцию и стимулируя компанию ARM на разработки новых решений. Да и для пользователей графика Mali обходится в итоге дешевле.
• Высокие тактовые частоты . Графические процессоры Mali работают на частотах до 1 ГГц, в то время как максимальная частота у соперника – 650 МГц, в модели Adreno 530. За счет частоты на чипах Mali будут лучше идти игры, которые хуже поддерживают многопоточную обработку 3D.
• Мощный домен рендеринга . Топовый ГП Mali G71 способен отрендерить до 850 млн треугольников в секунду, или 27 млрд отдельных пикселей (Adreno 530 – всего 8 млрд). Как итог, он лучше подходит для отрисовки графики с HD-текстурами в высоком разрешении.

Минусы:

• Меньше шейдерных ядер . В графических процессорах Mali шейдерных ядер меньше, чем у конкурента. У Mali и меньшая максимальная производительность в ГФЛОПС, и худшая приспособленность к играм, умеющим эффективно распараллеливать нагрузку на ГП.
• Ограниченные конфигурации . Сами по себе, графические процессоры Mali не особо уступают Adreno (что доказывает Samsung Galaxy S7 с Mali T880 MP12). Однако на практике производители используют готовые решения попроще, с небольшим числом вычислительных кластеров. Например, Mali T720 может содержать до 8 блоков, но наиболее распространен Mali T720 MP2, с всего двумя кластерами.
• Склонность к перегреву . За счет высоких тактовых частот решения Mali являются более универсальными, но побочным эффектом становится нагрев. Именно он, в том числе, мешает встраивать большое число вычислительных кластеров графики в чипсет.

Итоги

Чтобы решить, что лучше, Mali или Adreno, сведем все важные параметры в одну табличку, и подсчитаем, у какого из ГП больше преимуществ.

Показатель		Mali
Цена
Теоретическая производительность ГП
Производительность домена рендеринга
Тактовая частота
Поддержка API
Оптимизация софта
Нагрев

Как показывает сравнение, на стороне Adreno – более мощные вычислительные блоки, лучше поддержка новых технологий, меньше проблем с нагревом. А вот Mali берет доступностью, мощным доменом рендеринга, тактовой частотой и популярностью, благодаря которой оптимизация софта идет, в первую очередь, под эти ГП. Однако это теория.

В реальности, в бюджетном и начально-среднем уровне предпочтительнее смотрятся Mali, а вот твердый средний класс (как Qualcomm Snapdragon 65x и выше) и флагманы – это удел Adreno. И ничего удивительного в этом нет, ведь графику сейчас сложно рассматривать в отрыве от чипсета, неотъемлемой частью которого она является. Поэтому в целом на рынке SoC наблюдается такая же расстановка сил.

Возможно вам будет интересно:

Многие из вас качали кэш к играм, или смотрели характеристики какого-либо устройства. Каждый видел, что были какие-то непонятные слова вроде Tegra, Adreno, Mali, PowerVR. Давайте узнаем, что же это такое.

Все выше перечисленное - видеоускорители. Видеоускоритель - это одна из главный частей в SoC (System on the Chip), сокращенно GPU. GPU, или Graphic Processing Unit - это такой чип, интегрированный в CPU, и он отвечает за 2D и 3D графику. И их производительность измеряется в Flops. CPU, или Central Processing Unit, одним словом процессор.

Рассмотрим виды самых популярных GPU. Их 4 вида:

1. Tegra (GeForce ULP) от NVIDIA
2. Adreno от Qualcomm
3. Mali от ARM
4. PowerVR от Imagination Technologies

Также есть менее популярные GPU, но рассмотрим их в следующий раз.

Tegra (GeForce ULP)

Само вообще появление такого SoC как Tegra началось в 2007 года, из-за приобретения компанией NVIDIA компанию PortalPlayer. В то время процессор не пользовался популярностью, так как мощь была не конкурентоспособной, и сама Tegra использовалась в плеерах, смартфонах под Windows Mobile и Windows CE.

Эволюция линейки SoC Tegra

Все изменилось после ставки NVIDIA на новую операционную систему от Google - Android. Так в 2010 появился двухъядерный Tegra 2 для планшетов, а в 2011 для смартфонов. Потом появился Tegra 3 и дальше Tegra 4, 4i, К1 и Х1.

Сама эволюция в плане графических возможностей началась с Tegra 2. В GPU процессора от NVIDIA было 8 графических ядер, полная поддержка Direct3D Mobile и OpenGL ES 2.0 и производительность в 6.7 GFLOPS при 400 мГц.

А в GPU Tegra 3 уже 12 графических ядер, 12.4 GFLOPS при частоте 520 мГц.

Уже в 2012 были в играх эксклюзивы для Tegra, к примеру, улучшенная графика, спецэффекты и прорисовка, а также, оптимизация. Довольно мало людей жаловались на нехватку производительности.

Я уже молчу о Tegra 4 и 4i c 72/60 графическими ядрами с поддержкой OpenGL ES 3.0 и 96.8 GFLOPS с 72 ядрами при частоте 672 мГц, и 74.8 GFLOPS с 60 ядрами при 660 мГц.

Речь не идет о К1 с 192 графическими ядрами, поддержкой Direct X 12, OpenGL ES 3.1 и производительностью в 360 GFLOPS при частоте 850 мГц.

Не будем говорить о Х1 с производительностью в 1 TFLOPS, с 256 графическими ядрами при частоте 1 Ггц. Сразу можно сказать, что мобильный рынок развивается.

Но куда такая мощь без должной оптимизации? Именно сейчас NVIDIA занимается этим.

Portal для Tegra 4/K1

Half-Life 2 для Tegra 4/K1

Она запускает разные экслюзивы, такие как Portal и Half-Life 2 и так далее. Эти все приложения находятся в специальном маркете для Tegra - Tegrazone.

В общем, если вы любите играть, то брать Tegra.

Adreno от Qualcomm (Snapdragon SoC)

Полноценное появление Adreno появилось после запуска линейки SoC Snapdragon компанией Qualcomm в 2009 году.

Toshiba TG01

Первым мобильным устройством на Snapdragon был Toshiba TG01 с Adreno 130, а далее HTC HD2.

P.S Мощь чипсетов можно сравнить с игровыми приставками.

После развития Android и Windows Phone, само развитие Snapdragon пошло резко вверх. За 6 лет уже произведено 5 поколений SoC Snapdragon. S1, S2, S3, S4 и 200/400/600/800.

За эти пять поколений было запущено множество видов процессоров, что можно запутаться. Для этого можно посмотреть таблицу ниже, где я собрал популярные на данный момент виды GPU и их процессоры.

GPU → Процессор

А вот список производительности Adreno в GFLOPS (Чем больше, тем лучше):

• Adreno 130 - 133 мГц - 1.2 GFLOPS
• Adreno 200 - 245 мГц- 4 GFLOPS
• Adreno 203 - 294 мГц - 9.4 GFLOPS
• Adreno 205 - 266 мГц - 8.5 GFLOPS
• Adreno 220 - 320 мГц - 19 GFLOPS
• Adreno 225 - 400 мГц- 26 GFLOPS
• Adreno 305 - 450 мГц - 24 GFLOPS
• Adreno 320 - 450 мГц - 86 GFLOPS
• Adreno 330 - 450-578 мГц - 130-167 GFLOPS
• Adreno 420 - 600 мГц - 172 GFLOPS
• Adreno 430 - 700 мГц - 454 GFLOPS

Чипсеты Snapdragon используются во многих устройствах, особенно в флагманах. Об оптимизации в играх можно и не волноваться из-за популярности GPU, а последние версии поддерживают OpenGL ES 3.1 и Direct X 11.

Mali от ARM

Mali - это GPU от ARM. Делится на 4 поколений: Utgard, Midgard 1/2/3.

LG Renoir

Первый GPU был Mali-55 с поддержкой OpenGL ES 1.1 и с одним графическим ядром, который признан самым маленьким графическим чипом, появился впервые в LG Renoir, где Mali-55 используется только для оптимизации работы интерфейса.

Второй опыт в создании GPU был Mali-200. Тогда он уже поддерживал OpenGL ES 2.0 с 1 графическим ядром при частоте 275 мГц.

Третий опыт был на Mali-300. Он мог воспроизводить графику уровня PlayStation Portable, частота GPU была 395 мГц.

Четвертый опыт в создании GPU был революционным - Mali-400 - продолжение Mali-300, но с поддержкой многоядерности до 4 графических ядер, в следствии чего производительность увеличивается до 4-ех раз. Частота в 395-533 мГц, производительность в 2.5 до 19 GFLOPS. Популярен среди смартфонов и планшетов 2013.
годов.

Также есть Mali-450. Это тот же самый 400, но производительность увеличена в два раза. Может иметь до 8 графических ядер, частоту от 375 до 700 мГц и производительность в 30-60 GFLOPS.

Mali-Т760 - самый мощный GPU среди Mali, с поддержкой до 16 графических ядер, частота 685 мГц и 376 GFLOPS! Поддерживает OpenGL ES 3.1, OpenCL1.2, OpenVG 1.1 и Direct X 11.1.

Самые популярные GPU Mali вы можете рассмотреть в данной таблице:

GPU → Максимальное кол-во графических ядер
Более 35-40% устройств работают с Mali. Поэтому можете не ждать таковых фризов и лагов в играх.

Обычно Mali можно встретить в чипсетах Exynos, MediaTek, AllWinner, Rockchip.

Power VR от Imagination Technologies

GPU созданная от Imagination Technologies, еще в далеких 90-ых. Была даже в то время на равне с AMD и NVIDIA, но из-за быстрых развитий других компаний, отстала от них. После чего они перешли на мобильную и бытовую технику.

Пропустим все прелюдии и начнем сразу с GPU:

Серия → GPU
Популярные GPU PowerVR
Видов GPU так много, что я просто покажу вам список по производительности GFLOPS (Чем больше, тем мощнее):

• SGX530 - 200-300 мГц- 1.6-2.4 GFLOPS
• SGX531 - 200 мГц - 1.6-2.4 GFLOPS
• SGX531 Ultra - (MT6577, MT6575) - 522 мГц - 4.2 GFLOPS
• SGX535 - 300 мГц - 2.4 GFLOPS
• SGX540 - 153 - 512 мГц - 3.2-6.1 GFLOPS
• SGX543 - 200-300 мГц - 6.4-9.6 GFLOPS
• SGX543 MP2 - 250 мГц (Apple A5) - 16 GFLOPS
• SGX543 MP3 - 300 мГц (Apple A6) - 29 GFLOPS
• SGX543 MP4 - 250 мГц (Apple A5X) - 32 GFLOPS
• SGX544 - 286-357 мГц - 9.2-11.4 GFLOPS
• SGX544 - 600 мГц - 19 GFLOPS
• SGX544 - 300-533 мГц - 19-51 GFLOPS
• SGX545 - 533 мГц - 8.5 GFLOPS
• SGX554 - 300 мГц - 19 GFLOPS
• SGX554 MP4 - 300 мГц (Apple A6X) - 77 GFLOPS
• G6100 - 300 мГц - 19.2 GFLOPS
• G6200 MP2 - 300-500 мГц - 38.4-64 GFLOPS
• G6400 MP4 - 300 мГц - 77 GFLOPS
• G6430 MP4 - 450 мГц (Apple A7) - 115.2 GFLOPS
• GX6450 MP4 - 450 мГц (Apple A8) - 115 GFLOPS

Сами графические чипы можно встретить в процессорах от Apple, MTK, AllWinner, Intel, Samsung.

Мы рассмотрели 4 вида популярных графических видеоускорителей от 4 разных производителей. У каждого свои минусы, у каждого свои плюсы. Также вы узнали что такое GPU, CPU, и по немногу историю каждого видеоускорителя.

Надеюсь, вам чем-то поможет данная статья, и удачи в ваших приключениях!