深度剖析GPU在架构上的变化与最新进展

　　高阶行动装置对多媒体等视觉体验的要求愈来愈高，促使行动处理器开发商大举整合更多GPU核心，期借助平行运算能力，分散CPU运算负担，进而强化绘图与视觉表现。

　　在全球消费性市场中，智慧手机与平板装置无疑是最热门的产品，根据顾能(Gartner)所发布的最新预测指出，2013年手机出货量将超过十八亿支，较2012年成长3.7%；平板的出货量将上看一亿八千四百万台，成长42.7%，呈现高速增长态势。

　　尤其值得关注的是高阶行动装置产品更不断推陈出新，给用户的视觉性应用体验已接近个人电脑(PC)、电视等级，即可提供丰富、流畅的二维(2D)或三维(3D)使用者绘图介面(GUI)、视网膜(Retina)级的高画质、快速的网页呈现及摄影功能，以及更逼真的3D游戏等。

　　在一台小小的行动装置上要达到这些使用体验，对于开发者而言，设计门槛已愈来愈高。以3D游戏为例，要让行动装置达到与PC、电视同级的游戏体验，须提升的视觉效果包括实体表现、动态照明、高动态范围材质(HDR Texture)、先进阴影效果、几何细节、次表面散射(Subsurface Scattering)，以及动态反射(Dynamic Reflection)等。

　　所幸，最关键的行动处理器架构不断升级，除出现整合中央处理器(CPU)和绘图处理器(GPU)的异质多核心架构外，GPU的数量及处理能力也大幅提升，成为实现流畅、长时效视觉体验的最大功臣。以下将剖析先进GPU在架构上的变化与最新进展。

　　实现更酷炫绘图功能　异质多核心SoC势不可当

　　愈来愈多中高阶行动装置配置四核心CPU的行动处理器，以辉达(NVIDIA)的Tegra系列来说，自Tegra 3开始，就已进入4+1的多核心架构，即四颗效能核心加一颗省电核心，而最新一代的Tegra 4，同样采用4+1的多核心架构，但处理器核心从前代的Cortex-A9提升为Cortex-A15；至于Tegra 4i则仍采用Cortex-A9(r4)CPU。

　　虽然CPU的数目愈多，意味着处理效能也跟着提升，但因CPU的序列处理特性，愈多核心意味着应用程式撰写亦愈困难；相较之下，由于GPU具备平行处理特性，能以近线性化来扩充效能，因此增加GPU数目所提升的效益，会比CPU显著许多。

　　在此情况下，整合CPU与GPU的异质多核心架构，就成了必然之势。而当GPU核心更多，也让开发者有更大空间和弹性去做出更酷的绘图效果、更细腻的细节表现及更生动的情境塑造，让行动视觉与游戏的体验大幅提升。