口袋里的战争 移动世界3D芯片构架演义

那个小窗也可以容纳世界

前言：我经常在想象这样一个场景——某天，我忽然掉进了一个电闪雷鸣的空洞，穿越回了10年前。惊慌失措的我走在街上，我的衣着，我的说话方式，甚至我不知所措的询问都不会引起人们太多的关注。但如果我当街掏出一台iPhone4，就很有可能会第一时间引起一阵骚动，甚至我还可能会被当做外星生物抓起来。因为在10年前的人们眼中，这台具备SGX 535 GPU的手机无异于一部超自然的机器。10年来移动设备3D芯片的发展是如此的突飞猛进，足以对当时的世界产生极为强烈的不真实感。

个人消费电子产品的巨大发展是最近10年来IT界最耀眼的事件。智能手机的崛起和迅速普及，让我们手中的移动电话成了过去科幻小说中才会出现的一台小巧但强大的袖珍电脑。手机的功能早已不限于电话、短信甚至拍照了，我们现在可以通过手机上网，看电影，聊QQ，看word、ppt乃至PDF，运行甚至是基于强大的UE3引擎的各种炫目游戏。这一切的一切，都与移动3D图形芯片的飞速发展有着密不可分的关系。

移动领域这些年来究竟发生了什么？手机平台为什么会有GPU？目前手机平台的GPU有发展到了怎样的阶段呢？在本期的ZOL显卡探索与发现节目中，就让我为你一一解答这些问题吧。

帝国分裂微缩版

曾几何时，我们的手机屏幕只是一个一点几寸见方的单色小窗，上面移动的一个个深色的色块就是画面的全部。再看今天动辄4寸左右，分辨率超过几十万像素的锐利屏幕，以及上面所显示的各种眼花缭乱的游戏和应用效果，你不觉得似曾相识么？没错，桌面PC图形发展的故事跟这个的起点是相同的，甚至连故事的经过都一摸一样。

我们不妨来回顾一下电脑图形界的发展历程——最开始的电脑屏幕只是一个圆滚滚的墨绿色小窗，上面移动的都是些白色的色块，他们构成了我们PC图形的最初搭配。后来，随着人们需求的不断提升，屏幕里渐渐有了色彩，色块也越来越小。渐渐的，色彩和分辨率的提升以及由此拉动起来的图形效果需求的不断增加终于累积到了CPU难以承受的地步。于是，GPU利用这一可乘之机从完整的CPU帝国版图中分裂出去了。

既然手机拥有与之相同的起点和经过，会不会故事的走向也一致呢？

随着人们需求的不断变化，手机屏幕从计算器一般的液晶条慢慢变成了一个方形小窗，然后这个小窗有了色彩，彩屏的出现直接催生了更好的游戏和应用体验的出现，然后为了进一步提升体验，屏幕发色数以及像素数也开始了攀升，这快速加大了手机CPU的处理的压力。而屏幕更大，应用环境更加开放的智能手机及平板电脑的性能需求终于让手机CPU走到了不堪重负的崩溃边缘。

在手机和平板电脑这个“小小的”世界里，帝国分裂的微缩版也改头换面再次上演了。

也许你会问，即便屏幕再怎么大，平板电脑也不过只有10寸左右，手机更是鲜有超过4寸的，两者的分辨率也很少会超过1024*768，这么小的屏幕和分辨率怎么会让CPU变得不堪重负，并最终分裂成出了SoC GPU这一接近桌面结构的特殊产物呢？这一切，都要从一个我们熟悉的定律——摩尔定律说起。

优化晶体管效率？你在做梦么？

6个晶体管一个单元的sram，10个晶体管一个的1bit加法器，144个晶体管一个的4bit曼彻斯特进位链加法器，187个晶体管一个的4bit超前位加法器。1个基本的32bit寄存器由4组32个单元的sram组成，一个16bit加法器由4个4bit曼彻斯特进位链加法器构成，一个128bit ALU可以由8个16bit加法器组成……这些，就是我们面前这台PC里所有芯片最基本的构成。

也许你已经发现了，其实这也就是摩尔定律的核心——我们的PC构架日新月异眼花缭乱的发展着，但各种天花乱坠的构架结构在本质上却是一样的，都是在现有工艺允许的前提下对上面那几位同志外加他们对应的控制电路进行的“简单”堆砌。构架的演进，只不过是让这种堆砌行为在宏观上变得更加合理一些，让数据有地方呆，同时在必要的时候到必要的单元中去，仅此而已。(责任编辑：admin)