平板电脑GPU方案盘点

中心议题
    *平板GPU方案盘点

无论是对于数码发烧友还是普通的爱好者来说，MID都已经是非常火爆的一类产品，它为用户提供着各类移动互联网的应用，让用户可以在网络的支持下， 随时随地上网浏览、收发电子邮件乃至下载各种资源，同时还能提供音视频播放、电子书阅读乃至游戏等功能，进一步取代更多产品类型来使用。可以说，未来用户 只需要携带MID这样一款产品在身上，日常的工作处理、网络社交以及数字娱乐等都能悉数搞定。那么问题就来了，怎样的配置能让MID完全满足我们对功能的 需求，在对MID配置的判断当中，有什么环节是被我们所忽略的呢。 MID爱好者之家

GPU——MID上最被忽略的一环 midbbs.cn

　　CPU自然是非常重要的环节，处理器的性能决定了产品能够为我们呈现怎样的应用，无论是买电脑还是买MID，大家都会在处理器这方面有更多的斟 酌。但正如笔记本电脑也有独显和集成显卡的区别一样，在MID这类便携设备上，GPU的重要性经常被人们所忽略，或者大家会认为，MID不会像电脑那样进 行太多“耗系统”的应用，GPU因此可有可无，但实际上这不仅是错误的认识，恰恰相反，GPU的配置往往会成为MID产品的软肋、死穴，GPU配置的差 异，也成为了不同MID产品的差异所在。

电脑上的GPU我们当然非常看重，MID上也应该同样如此

　　GPU的全称是“Graphic Processing Unit”，意为“图形处理器”，在MID、MP4或手机上则经常用“3D加速”、“图形硬件”等名字来指代（这也是很多朋友没反应过来的原因）。不管是 什么名字，它都是集成在MID电路板上的一个重要元件，而它的功能自然是进行图形处理的工作，无论MID是否要进行专业的应用（比如提供3D操作效果、运 行3D游戏等大型的处理），GPU都有自己存在的意义——它大大减少了CPU的运行负担，提升了配置整体的效能，当然也让高清视频的流畅播放、3D游戏的 流畅运行成为了可能。

3D游戏是对GPU性能的考验

　　尤其对于MID产品来说，专业的GPU将会在两方面发挥重要作用，其一就是更加专业完善的多媒体娱乐效果，现在的很多MID设备都有着明显的 MP4的特征，但在进行音视频播放时却达不到专业播放器的水准，比如不具备高清视频播放能力等等，如果真要取代MP4产品，争取更多的用户，MID势必需 要在GPU方面有专门的加强。 MID爱好者之家

全高清解码离不开好的GPU

其二就是游戏功能，尤其是采用Android系统的MID产品，海量、制作精良且免费的游戏是很多用户会选择这类MID的理由，但并不是所有 MID产品都能对所有游戏进行良好支持，比如GameLoft的多款大型游戏都需要专业的3D加速，如果在购买时没有事先进行了解，购买到不支持想要玩的 游戏的MID，那真是让人非常郁闷的事，这也将在下面的GPU解决方案解析当中详细说到。



业内主流GPU解决方案及相关MID产品全解析

MID爱好者之家

　　了解了GPU的重要性，接下来我们就扫描整个业界，看看目前在MID市场上都有哪些GPU解决方案，各个方案都有怎样的特点，方案之间都有哪些不同，以便为我们的选购提供参考。

ARM midbbs.cn

　　首先是ARM。作为业界顶级芯片厂商，ARM为各类便携智能设备以及其它相关产品提供包括CPU、GPU在内的多方面的解决方案，其中ARM的 GPU就是Mali系列，它包括有世界上最小的符合OpenGL ES 1.1的GPU，也有支持全高清解码、或者具有可扩展性的多核解决方案，为高端数字娱乐系统提供强劲支持。目前在MID市场上，能见到的主要就是 Mali-55和Mali-200两款，而它们所授权的对象也有所不同，在去年（2009年）年中时，ARM将Mali-55授权给了瑞芯微，而将 Mali-200授权给了Telechips，使得这两家MID领域主流的主控芯片厂商同时得到了性能可靠的GPU，为采用它们方案的MID产品的诞生创 造了条件。 midbbs.cn

ARM Mali-55
主控搭配：瑞芯微RK2818
代表产品：蓝魔W9、台电T720

ARM Mali-55

　　在目前的ARM Mali系列当中，Mali-55是档次最低的一款GPU，它符合OpenGL ES 1.1（针对固定管线硬件）和OpenVG 1.0（OpenVG即“矢量图形算法加速标准”）标准，在275MHz的频率下，拥有1Mtri/s（三角形生产率）和100Mpix/s（像素填充 率）的数据。而从芯片的定位和实际情况来看，它主要以最小的芯片面积来提供高质量的图形处理性能，并保证系统的负荷低、能耗低，因此它的出现，主要针对的 是GPS、手机、MP4等便携设备，这些设备的系统分辨率不高，应用也不需要过于专业，但仍然需要提供给用户高质量的画面效果。

蓝魔W9

　　以采用Mali-55方案的MID产品蓝魔W9和台电T720为例，它们都采用瑞芯微RK2818主控，瑞芯微也自然而然用上了得到授权的 Mali-55方案，这让两款采用Android 2.1系统的MID都具备了不错的操作感，能够基本实现系统在智能处理、网络应用等方面的效果，比如界面切换的效果、多网页浏览等都能实现。蓝魔在W9之 前还推出过W7等机型，在运行速度等方面的表现并不太好，因此身为普通用户，对W9和T720最直观的感受，其实就是响应速度有了保证。

台电T720 

 

GameLoft是游戏大户，也是“性能大户”

不过，即便是有了Mali-55进行3D加速，W9和T720仍然只支持播放720p的高清视频，无法达到1080p的全高清质量；两款机型虽 然都有着800×480像素的屏幕分辨率，达到GameLoft很多游戏对屏幕的要求，但对于绝大多数重量级的3D游戏，因为GPU配置较低仍然不能兼容 运行，如果购买这两款机型的目的是为了看高清或者玩游戏，那么我们建议考虑GPU性能更好的产品。



ARM Mali-200
主控搭配：Telechips TCC8902
代表产品：
酷比魔方U6 midbbs

ARM Mali-200

　　相比Mali-55力求基本满足便携设备的显示需要，Mali-200的定位要高了很多，它主要为PMP、PND、家庭和车载音响及包括手机在 内的一系列便携式消费产品服务，为这些专业设备提供先进的2D和3D图形处理能力，同时也保证较小的内存带宽占用，提升整体配置的运行效能。如果说作为入 门级的图形核心，Mali-55运行一些3D特效和普通3D游戏问题不大的话，那么对于需要支持OpenGL ES 2.0的大型3D游戏（尤其就是Gameloft下的）来说，就必须要到Mali-200核心以上了。 copyright midbbs

代表产品是酷比魔方的U6

　　数据方面，Mali-200通过OpenVG 1.1标准支持二维矢量图形，通过OpenGL ES 1.1和2.0标准支持三维图形，是目前在1080像素下唯一符合OpenGL ES 2.0标准的GPU结构。在275MHz的频率下，拥有16Mtri/s（三角形生产率）和275Mpix/s（像素填充率）的数据（可以与前面的 Mali-55进行对比）。另外尤其在OpenGL ES标准上，2.0标准要求的是提升消费电子设备的3D图形渲染速度，在嵌入式系统上实现全面可编程的3D图形，这样的要求都远比Mali-55高得多也 专业得多。

U6上的应用 内容来自MIDBBS

U6上的应用

U6上的应用 本文来自MID爱好者之家

U6上的应用 midbbs.cn

　　用实际产品来举例会更有说服力。酷比魔方U6采用了Telechips TCC8902主控与Mali-200核心的组合，主频达到720MHz，另外还有256M的DDR2内存，在7英寸800×480像素分辨率的屏幕上运 行Android 2.1系统显得非常游刃有余。它不仅支持很多3D特效操作效果，支持大量程序运行，还提供了多格式1080p全高清质量的视频播放，已经完全可以取代专业 MP4来使用。而在游戏方面，除了Gameloft官方限定只有几款手机才能运行的游戏（比如《都市赛车5》、《实况足球2010》、《刺客信条》等）， 其它3D游戏都已经能玩上，这样在视频和游戏两方面都得到了保证，让用户对产品的开销更加物有所值。

 

Power VR SGX5xx系列

主控搭配：三星S5PC110、苹果A4
代表产品：苹果iPhone 4、三星i9000

Power VR SGX5解析 copyright midbbs

苹果A4

　　到了这个阶段，GPU就主要是用在高端手机和平板电脑上了，因此我们的介绍也相应简单一些。SGX5xx系列是Power VR新一代的掌上图形芯片（第五代产品），支持的是OpenGL 2.0和DX9，采用TBR渲染模式，支持H.264等视频解码，它主要与三星S5PC110主控搭配（苹果A4的架构也类似S5PC110），因为三星 和苹果庞大的用户群，很多程序开发团队和游戏厂商都会针对Power VR SGX5xx系列来进行优化（比如Gameloft实际上是针对Power VR核心来开发的）。 本文来自MID爱好者之家

三星i9000

　　对于其代表产品苹果iPhone 4、三星i9000，以及两家厂商的平板电脑iPad和Galaxy Tab来说，几乎不会有什么3D游戏在这些设备上不能运行，而苹果虽然“一如既往”地限制了视频解码格式，但三星仍然表现得非常完善，MKV封装格式等都 能直接支持（不支持RMVB硬件解码，只支持软解实现480p质量）。不过客观的说，这一系列的GPU主要实现的是完善的智能应用、游戏性能和绝对流畅的 操作感，追求高清视频播放的用户不如选择Mali-200核心的产品。

 

Adreno 2xx系列
主控搭配：高通QSD8x50
代表产品：戴尔Streak、Google Nexus One

Adreno 2xx系列

戴尔Streak

　　Adreno是高通公司从AMD买来的图形处理器方案并改了名，它继承了Xbox360的Xenos GPU的统一渲染架构，支持OpenGL ES 2.0和OpenVG标准，搭配A8核心的高通QSD8x50，在系统运行方面还是非常流畅的。其实用户对这套方案并不陌生，Google的Nexus One手机和戴尔的平板电脑Streak都用的是这样的组合，对3D游戏的支持不错，但对高清视频的支持一般，标称只支持到720p，更多需要软件解码才 能处理——毕竟产品的定位不同，高通QSD8x50集成了基带，产品都能打电话，更多承担了通讯的应用，和我们这里主要探讨的MID的诉求就有很大不同 了。

 

不容忽视的产品之间的差异点

正如前文说到的那样，显示屏尺寸、处理器主频这些都是显而易见的配备和数据，是绝大多数消费者在购机时必定会关注的信息，但对于GPU就没那么 看重了。但实际上，市面上可选的主控方案不少，GPU的配置却参差不齐，这已然成为了产品之间最大的差异点，对不同视频质量和3D游戏的支持情况事关我们 对MID的使用体验，如果支持不好，消费者花钱购买产品也就失去了意义。所以以后在选购MID时，大家不要忘了事先做好功课，了解心仪的产品在包括GPU 方面的配置情况，以求完全达到我们所需应用的硬件配置标准，真正享受MID带来的完善服务。

四大看点揭秘未来APU发展

APU，这是一个让所有人都感觉到神秘而又捉摸不定的东西，毕竟一个传统为PC和服务器厂商提供芯片的厂商现在开始转型，开始制造低功耗低性能的中央处理 器，这的确是一个大胆的决定。或许在衡量传统的PC市场时，我们会发现AMD放弃了很多，但是也或许AMD会因此放弃掉自己不擅长的和Intel的竞争， 开辟新的领域。

在本次AMD发布的APU产品和之前几年所宣称的融合特性中，我们找到了APU身体中最有特色的一个部分，当然它也是 AMD最引以为傲的部分GPU。GPU的加入对于Intel和AMD这样的传统CPU厂商来说都是非常向往的一个方向，但是Intel首先在其酷睿i7和 i5芯片中实现了“芯片贴合”，又在这一代Sandy Bridge架构中实现了完整的GPU+CPU芯片级融合，着实让首先提出融合概念而未拿出融合产品的AMD，冒出一身冷汗。



APU，全称是“Accelerated Processing Units”，中文名为加速处理器，它是融聚了CPU与GPU功能的产品，也是PC上两个最重要的处理器融合，相互补足，发挥最大性能。正因为AMD同时 拥有强大的CPU与GPU技术，使CPU与GPU的融合成为了可能，同时借助更多更好的API，使得GPU和CPU互相加速成为AMD最大的期待。

考虑到AMD推出的APU未来应用和芯片特性，走出PC就等于走出了Intel的魔掌，同时摆脱X86架构的长期约束可以为自己打开一片发展的天空，或 许这是最好的出路。那么具体APU将会走向何方呢？笔者认为这就是我们的起居室，一款离开办公室走向起居室的芯片才能体现GPU的价值和特性。



1、如果APU能够成功走向起居室，这就意味着APU已经成功走入了数字移动领域，这些设备包括智能手机、智能移动终端；

2、如果APU能够成功走向起居室，这就意味着APU已经成功走入了嵌入式系统，这些设备包括机顶盒、高清播放器；

3、如果APU能够成功走向起居室，这就意味着APU已经成功走入了物联网设备，这些设备包括电视机、冰箱、洗衣机和其他家用电器；

4、如果APU能够成功走向起居室，这就意味着APU已经成功走入了平板设备，未来的平板电脑等手持式终端设备都会看到APU的身影。

总之如果APU能够成功走向起居室，这就意味着APU已经成功建立起一种用户认可度和亲和度，未来用户在挑选设备时不会只相信广告，因为如果看到了一颗 APU的芯，就看到了一份熟悉和信任。然而和其他进入移动和嵌入式领域的芯片厂商不同，AMD有着自己独特的优势，这种优势正是晶体管使用量较小的GPU 逻辑电路。

这块逻辑GPU电路到底有何特殊之处，为什么说AMD梦寐以求的GPU+CPU融合产物直到今天才得以实现，下面让我们通过了解这4个APU的应用领域关键字，来解析GPU逻辑电路对于APU发展的重要意义。



● 整合GPU价值何在？

在2006年10月25日，AMD完成对ATi的收购后就公布了“Fusion”架构，并预计在2009年底或2010年发布，成为K10微架构的后继 者。Fusion架构同时也是Torrenza统一加速计算平台的一部分，配合FireStream流处理器进行协同运算。Fusion架构预计内置一颗 中低端GPU，这样这款CPU就可以独立完成PC系统内的各项工作，这就是AMD提出的APU（Accelerated Processing Units）概念。

AMD Fusion是AMD与ATI合并后推出的一项新产品的产品代号，它结合了现时的处理器和绘图内核，在处理器进行图像和三维（3D）运算。AMD Fusion的硅芯片上有两个独立的内核，一个负责处理器，另一个负责绘图内核，两个内核而不是融合在一起。处理器有自己独立的缓冲存储器，绘图内核部分 同样如此。两个内核会通过CrossBar互相连接。此外，Fusion亦会集成存储器控制器。Fusion中的各个组件之间使用 HyperTransport连接，使各个组件连接成一个整体。处理器和绘图内核可以直接访问存储器，但绘图内核没有独立的显示存储器。南桥不会集成在 Fusion芯片中。



APU融合有很多种方向可以发展，既可以把低端显卡整合进CPU，又可以通过CPU的L3让GPU与CPU的联系更加紧密。最终，SP可以被慢慢的剥离 出来单独使用，既可以加强FPU，又可以干一些指令集干的事情，或者说达到一些指令集操作才能达到的结果，比如更大的运算能力。

在 AMD现阶段无法开发出效率极高的指令集时，用硬件单元来补足执行效率的不足是非常明智的选择，Fusion架构的代表APU就是这种思路下的产物。毕竟 开发指令集需要对硬件架构做出优化，寄存器和相关资源都需要进一步放大，这也需要增量晶体管来辅助。而整合GPU则意味着AMD可以把ATI GPU中的流处理器单元直接变为浮点运算器（FPU）。这样的整合会相对简单，同时Intel和NVIDIA由于技术上的缺失都无法涉足。



从上图我们可以获知，APU将芯片内的不同物理单元抽象成两个逻辑部分，分别是串行计算单元和并行计算单元。我们知道这分别是传统CPU和GPU 的两大特性。APU使用一颗类似SoC概念的芯片设计，让不同层面的用户在低端市场上同样能够获取到“异构计算”（heterogeneous computing）能力，这是对于独立CPU+独立GPU计算的重要补充。

● APU关键字之嵌入式与平板

我们通过最近的新闻和采访报道获知，AMD发布APU平台之后，又打铁趁热把嵌入式平台进行更新，将2003年启用的Geode平台改以全新的APU取 代，藉此抗衡Intel的以Atom为主的嵌入式市场。Geode平台是AMD坚持了很多年的低功耗嵌入式架构CPU整体解决方案，现在借助APU的升级 它终于有获得一次难得的性能与易用性提升。



当然以AMD目前的APU平台而言，主力还是Zacate E系列以及Ontario C系列，以低功耗以及更为平衡的效能，誓为嵌入式市场带来破坏性的改变。由于台湾为全球工业计算机代工重镇，AMD也选择台湾作为嵌入式系统的G平台全球 首发，会场也展出许多合作伙伴的方案，包括工业主板、工控主机、车用计算机、机顶盒等等。



尤其嵌入式市场当中，嵌入式的应用年成长有 着10%的表现，光就2010年，x86处理器的目标市场量以经达每年30亿美金，据AMD内部数据，AMD的64位嵌入式处理器（Opteron）以及 绘图芯片成长幅度超越350%。然而市场更需要一个同时具备高效能绘图规格，却又兼顾成本以及产品尺寸的整合方案。APU处理器仅有一个硬币的大小，具有 精简且高效能的优势，可谓“低功耗和高性能兼备”的绝佳解决方案。



大多数人都认为平板电脑是在旅行途中获取信息的产品，但是实际的情况下平板电脑一般都会被用户当作电子书阅读器或者用来在家里上网。根据AMD公司副总 裁Rick Bergman的观点，随着平板电脑性能的不断提升以及越来越具通用性，这类产品将可能成为X86处理器进入起居室的良好契机。

在日前举行的分析会议上，AMD公司市场和桌面产品高级副总裁Rick Bergman表示：“平板电脑对于AMD而言是一个极佳的机会。我在PC产业已经呆了20多年，我们一直都在努力进入起居室，目前已经很清楚平板电脑已 经获得进入起居室的道路，这是一个真正的消费者体验。”

在近期AMD尽管没有专门发布针对平板电脑平台的产品，但Brazos APU融合平台已经是个不错的选择，并且正在有厂商陆续推出APU平板电脑。



上图中的这款宏碁Iconia Tab W500黑色调的APU平板电脑重量不到1Kg，配备10.1寸LED背光1280×800分辨率触摸屏、C-50 1.0GHz APU单核心处理器、Radeon HD 6250集成显卡、2GB内存、32GB固态硬盘、Wi-Fi 802.11b/g/n无线网卡、SD读卡器、HDMI输出接口、三芯电池、重力传感器，预装Windows 7家庭高级版操作系统。



● APU关键字之移动与物联网

以APU目前的性能来衡量，走入PC中去应对3D游戏显然不是它所擅长的，但是如果能够巧妙融入移动领域，未来或许我们在iPad、iPhone等产品 中，就能够见到APU的身影，这一潜在的巨大市场将极大地拓展APU的应用范围和深度，AMD或许也能找到市场占有率的多元化延伸方向。

APU除了拥有整合的GPU之外，还拥有X86架构的强大软件支持。整合的GPU在移动产品领域可以帮助CPU进行异构加速。在一段时间内，整个PC体 系还会维持CPU与GPU各自发展的态势，它们可以继续在各自擅长的领域发挥作用，而未来的演进方向是相互取长补短，走向融合，而OpenCL正是它们融 合与并行发展的连接桥梁。



CPU正向不断增加吞吐量和提高能效性的方向发展；而从GPU角度来讲，其可编程性能本来是在芯片内部固化的程序，然后发展到局部可编程，最后是完全可编程。也就是说，GPU是在提高所处理的吞吐量的同时，向通用处理的方向发展。



对于AMD此次发布的嵌入式G系列APU，有专家认为AMD推出首款嵌入式APU，能看出其提前抢占互联网高地的战略意图。一方面，AMD在物联网市场 拥有一定的技术优势。有专家表示，物联网就应该是嵌入式智能终端的网络化形式。在物联网应用中，有三项关键技术：传感器技术、RFID标签和嵌入式系统技 术。



在嵌入式系统技术方面，AMD作为业界唯一一家能同时拥有CPU、GPU技术的整合平台的厂商，一直拥有独一无二的平台技术优势。此次AMD发布的G系列APU就是融合了低功耗x86 CPU和支持DirectX 11的GPU，把这种技术优势很好的展现了出来。

据笔者了解到，AMD推出的G系列APU嵌入式平台已经得到了业界的广泛采纳，已经或即将推出相关产品的厂商有数十家，包括研硕、Compulab、康 佳特、富士通、海尔、威达电、神达、Quixant、Sintrones、Starnet、WebDT、Wyse等，而产品类型则涉及数字标牌、联网机顶 盒、IP电视、移动和桌面瘦客户端、赌博机、POS销售终端、信息亭、SFF小型机、单板计算机(SBC)等等。

编辑总结：

融入GPU之后，未来的APU产品已经展现出强大的生命力，无论是在传统的X86 PC应用中拥有广泛的软件支持和软件生态环境，还是在Open CL和众多其他API协助下，APU能够走出区别于ARM和MIPS等处理器的道路，这是一条AMD探寻已久的生存之道。

离开办公室，走进起居室，APU的价值正在通过这种方式得到体现，AMD的多元化发展之路和多条产品线并行支撑策略，也正由此开启。