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性能再升级,GPU移动市场的争夺与保卫战

发布时间:2015-4-13

关键字:GPU移动市场  GPU性能  移动处理器  电子实验模块

SoC时代,手机、平板电脑、可穿戴等移动设备中的处理器不仅要拼CPU内核,承担性能、差异化重任的GPU也备受关注。DIGITIMES Research针对全球移动处理器GPU大厂出货发展及动向进行分析,预计2015年ARM在低价Mali架构产品策略在大陆市场的发挥,不仅可维持全球第一大供应商地位,且市场占有率将跃升至4成以上。原先第二大厂Imagination受到ARM侵蚀市场,加上2014年其与Qualcomm的市占差距已相当小,预估2015年将退居第三大。

 

回顾2014年GPU市场表现,DIGITIMES Research数据显示,Imagination与Qualcomm成为移动平台上出货量最多的绘图架构,Imagination在2014年虽勉强守住第二位,但在2015年Qualcomm与Imagination的市场排名恐将逆转。

 

 

《国际电子商情》2014~2015年全球移动处理器GPU架构市占率预测(资料来源:DIGITIMES,2014/12)
2014~2015年全球移动处理器GPU架构市占率预测(资料来源:DIGITIMES,2014/12)
 

 

从各家绘图架构观察,ARM与Qualcomm因为在微架构方面的改善有限,开始走入堆叠大量运算单元的作法,并借由工艺的改良来压制功耗的提升,NVIDIA与Imagination在微架构的改善则有比较明显的成果。

依托工艺,性能大提升

 

今年2月份,ARM发布了新的高端GPU Mali-T880,ARM给出的信息显示,Mali-T880 GPU是在Mali-T860的基础上增强而来的,架构、规格完全不变(甚至和Mali-T760都是如出一辙的),还是最多16个着色器核心。ARM宣称,Mali-T880的性能可达Mali-T760的大约1.8倍,能效则提高40%。

 

最大的不同在于制造工艺。Mali-T860设计时主要是搭配28nm HPM(已经有些过时了),推荐频率650MHz,Mali-T880则针对16nm FinFET进行优化,频率提升至850MHz,三角形输出率因此提升至17亿每秒,像素输出率则可达136亿每秒,都提升了足足30%。可以换句话来说,Mali-T880的进步其实主要得感谢新的制造工艺。

 

或许唯一值得一提的新东西是在搭配视频编解码器Mali-V550、显示控制器Mali-DP550时候,可以最高支持4K、120FPS的输出。

 

作为苹果御用图形处理器供应商,Imagination也在移动GPU市场持续发力,去年11月发布其最新的PowerVR Series7 GPU,包括高端的Series7XT和低端的Series7X,全面覆盖几乎所有移动设备:从可穿戴设备和物联网,到汽车、移动和消费电子产品,甚至是HPC高性能计算服务器等广泛的各种应用。

 

经业界标准基准测试,PowerVR Series7同比前一代相同配置的Series 6系列有60%增益,性能明显提升。全新一代PowerVR Series7,底层架构仍然延续了6系列的基于“Rogue”GPU架构,并对其进行了扩展及延伸,从16个算术逻辑单元(ALU)内核扩展到512个,以提升性能、效率,扩大覆盖范围。

 

整体而言,Series7的两个子系列更像是互补的产品线:Series7XT致力于提供最佳每毫瓦性能,给移动和嵌入式GPU带来万亿次计算能力,而Series7XE则更倾向于为成本敏感型和新兴的应用提供最佳每平方毫米性能。

移动市场的争夺与保卫战

 

从应用GPU的SoC厂商目前曝光的产品路线图来看,GPU的争夺战还是相当激烈的。目前移动GPU市场上,除了Qualcomm、NVIDIA等能够自己开发GPU核心之外,大部分厂商都使用第三方GPU授权,最主要的就是Imagination公司的PowerVR、ARM公司的Mali,而Vivante的GCxx系列现在用的越来越少了。Qualcomm不对外开放GPU,NVIDIA倒是愿意开放,从Kepler时代开始就说愿意对外授权了,今年1月份的CES展会上推出了Maxwell架构的Tegra X1,NVIDIA表态称会继续提供Maxwell架构GPU授权。

 

华为海思今年将发布麒麟940、950处理器,940主频2.2GHz,4个A53+4个A72,GPU为ARM Mali T860,内存带宽25.6Gps,支持UFS 2.0、MU-MIMO ac Wi-Fi和LTE Cat.7。950是4个A53+4个A72,主频为2.4GHz,GPU为ARM Mali T880,最大支持4200万像素,支持LTE Cat.10。麒麟940或在Q2或Q3时段亮相,而麒麟950则是Q3或Q4发布。除华为海思,瑞芯微和联芯科技等国内厂商也多数将选票投给了ARM的Mali。

 

将投票改为Mali的还有Intel,2月底Intel宣布将为Atom处理器采用全新的命名方式,进一步划分为X3、X5和X7系列。其中X3系列将主打149美元以下的廉价产品线,采用的应该还是跟上一代相同的22nm制造工艺,GPU却放弃了一直以来惯用的PowerVR系列,而是采用成本更低的Mali系列,而且均为老架构的产品。

 

例如,3G双核心版本X3的型号为X3-C3130,架构为64位,主频1GHz,搭配的GPU为Mali400MP2。3G-R四核心版本的X3型号为X3-C3230RK,这是和中国厂商Rockchip合作的产品,主频提升到了1.2GHz,GPU也升级到Mali450MP4。LTE四核心版本的X3型号为X3-3440,主频进一步提升到1.4GHz,GPU也升级到Mali-T720 MP2,支持五模十四频。

 

全球第二大移动芯片生产商联发科技,本身并不具备自主设计GPU的能力,此前联发科技集成的是ARM的Mail以及Imagination的PowerVR系列GPU,最近发布的A72核心的MT8173使用的是PowerVR G6250,魅族MX4使用的MT6795使用的是PowerVR G6200,8核A53核心的MT6752使用的是Mali-T760MP2。

 

但近日MWC展会期间有消息称,联发科技很可能已经获得了AMD GPU图形技术的授权,未来两者在手机GPU上将有深入合作。联发科技和AMD达成合作,或许意味着以后联发科技处理器都将采用AMD的GPU,不再依赖其他第三方GPU厂商的授权。

 

目前AMD和联发科技双方都拒绝置评,这事是真是假还未可知,不过NVIDIA对这事恐怕不太高兴,他们的移动GPU业务大张旗鼓地宣传了两代了,迄今也没见到哪家公司公开宣布使用Kepler或者Maxwell授权,联发科技本来是最有希望的潜在客户之一,一旦选择了AMD则意味着希望落空。

 

值得注意的是,NVIDIA耕耘GPU市场多年,已根据其强势专利对移动GPU市场展开行动,ARM与Qualcomm在移动GPU所打下的广大市场,恐将面临获利被收割的情境,因此,Nvidia的专利诉讼发展,对今后移动GPU市场各大厂商的布局,可能带来不小的影响。