【原创】深度揭秘华为“很吓人技术”

winniewei 提交于 周四, 06/14/2018
【原创】深度揭秘华为“很吓人技术”

作者:张国斌

6月6日,华为在北京举行荣耀Play发布会,揭晓华为在手机上研发一个新技术---一个很吓人的技术(余承东、赵明语),华为消费者BG CEO余承东亲自站台,揭晓这个新技术,它就是华为通过软硬件协同实现的GPU Turbo技术,据余承东介绍,拥有GPU Turbo的手机,图形处理效率提升60%,同时,手机在续航和画质方面也有不小的进步,SoC功耗可降低30%!此外,HDR与生俱来,还有针对游戏的定制特效增强等功能,用余承东的话说这是:"用软硬协同的方式解决了长期困扰安卓的问题 更给安卓系统带来前所未有的超越。”

但看指标这确实是非常大的提升了!堪称震撼!说手机“在上飞”也不过分!

123

这次发布会后,斗鱼、B站等一些直播网站的网红门直播了采用该技术的荣耀play和小米8及某些845游戏手机的游戏评测,确实如余成本所言,采用GPU Turbo的荣耀play完胜友商旗舰机!

45

实测数据(来自知乎)

6

我记得在华为P20手机发布会上,当有媒体问余承东如何看待某些游戏手机时,他笑着说游戏手机是概念,我们华为的每一部手机都可以成为游戏手机,当时还有媒体对老余的话冷嘲热讽,现在看来,这脸打的真是啪啪响啊!老余不吹牛,呵呵。

注意啊,碰瓷余大嘴是个高危动作,你以为他在吹牛,其实他在一本正经的说事实。

7

最近几年,相比苹果手机安卓手机似乎陷入了通过升级处理器主频、增大内存来提升性能的泥沼,真的没有其他方法来改善安卓手机体验吗?华为其实从2015年就开始思考这个问题,虽然华为没有给出更多有关GPU Turbo的细节信息,结合我收集的资料,今天给大家深度解读一下这个技术!让我们先回过头看看,华为做了哪些工作?

1、为GPU Turbo华为做了哪些储备

8

大家在网上可以搜索这个新闻,实际上早在2013年华为就获得了ARMCPU架构授权,在2016年则获得了ARM GPU架构授权。

9

这个架构授权是什么意思呢?

ARM对于授权又分为3个级别。分别是:架构授权、内核授权以及使用授权。

架构授权(也是最高级别授权):

指令集授权是指企业购买了架构级的ARM处理器设计、制造许可。有了这一级别的授权,(重点)厂商便可以从整个架构和指令集方面入手,对ARM架构进行大幅度改造,甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减,以便达到更高性能、更低功耗或更低成本等不同目的。

 内核授权:

内核授权则是指用户可以将其所购买的ARM核心应用到其自行设计的芯片中。但用户不得对其购买的ARM核心本身进行修改。

使用授权:

作为最低的授权等级,拥有使用授权的用户只能购买已经封装好的ARM处理器核心,而如果想要实现更多功能和特性,则只能通过增加封装之外的DSP核心的形式来实现(当然,也可以通过对芯片的再封装方法来实现)。

在2013年华为获得arm cpu授权后,海思在其麒麟处理器上进行了优化和改进,所以在2014年6月,麒麟920 SoC发布,其低功耗特性震撼业界,该处理器应用于荣耀6(全球第一款支持LTE Cat.6的手机),麒麟芯片与高通有了“对话”的地位,而搭载该芯片的Mate7更是一战成名!奠定了华为Mate系列在手机江湖的大佬地位!

0

而获得ARM GPU架构授权后,海思则可以对GPU进行优化,这也是华为的可怕之处,它能针对自己的短板进行修正,以前麒麟芯片GPU一直被诟病,而从2015年,一个新的GPU技术在研发,它就是今天的“吓人”的技术。

2016年华为突然发布很多GPU招聘信息,一定和是和这个技术有关。

1

2、GPU Turbo是个什么技术?硬件有哪些改进?

2

在解释GPU Turbo之前,我们可以看看英特尔的CPU turbo技术,英特尔官方对此技术的解释如下: 当启动一个运行程序后,处理器会自动加速到合适的频率,而原来的运行速度会提升 10%~20% 以保证程序流畅运行;应对复杂应用时,处理器可自动提高运行主频以提速,轻松进行对性能要求更高的多任务处理;当进行工作任务切换时,如果只有内存和硬盘在进行主要的工作,处理器会立刻处于节电状态。这样既保证了能源的有效利用,又使程序速度大幅提升。通过智能化地加快处理器速度,从而根据应用需求最大限度地提升性能,为高负载任务提升运行主频高达20%以获得最佳性能即最大限度地有效提升性能以符合高工作负载的应用需求:通过给人工智能、物理模拟和渲染需求分配多条线程处理,可以给用户带来更流畅、更逼真的游戏体验。

由于GPU和CPU架构不同,CPU由专为串行任务而优化的几个核心组成。GPU则由数以千计的更小、更高效的核心组成,这些核心专为同时处理多任务而设计。

3

要优化GPU的架构,该从哪里入手呢,我们从华为的一个专利描述上可以看出端倪,这是最近公布的一个华为2015年申请的专利(最近获得批准)

45

因为MALI GPU一直没有做太大的改变,基本上延续了高功耗+大面积+想多高性能的思路,所以华为在获得GPU架构授权后,考虑对GPU优化,当时北航的高小鹏博士提出了一种给CUDA函数共享内存和线程的优化的思路,也许这个思路给华为提供了灵感于是催生了现在的GPU turbo技术。

简单解释一下,就是GPU工作的时候(比如搬砖),一般都是先运行函数(准备好搬砖工具),然后再取值(去工地搬砖),华为的技术在于直接优化了这个搬砖过程,直接把“砖头”直接通过传送带放在搬砖车上,就不主要外出搬砖再回来了,这样至少可以快上1倍了!虽然实际只能达到百分之60的提升。 这个思路真是吊炸天了!是一种革命性的进步!

通过专利申请时间和现场公布的各机型的升级情况分析,华为在15年开始设计的麒麟芯片都应该可以升级的,这些麒麟芯片GPU里应该都设计了用于全局变量寄存器(这个寄存器装置就是硬件部分,华为没有必要改动玛丽核心,也没有提高玛丽的实际性能,只需要在GPU区域加寄存器,应该修改了总线,提高了玛丽的函数数据读存速度和效率,但为了保持专利申请到位前的应用,也保留了GPU大外寄存格局,现在专利申请到了,就一步位给15年以后设计的芯片全都上了这个技术,适配应该是简单的机型适配了)!

假如这个推测是对的,那么华为真太牛了,高瞻远瞩,2014年的时候就开始布局了,隐忍等待4年才爆发,之前还有很多人说麒麟659处理器祖传老掉牙了,发这么多659的机子,一旦659升级了Turbo技术就是妥妥的中高端的性能了,不得不佩服华为的科研能力和埋头苦干的精神。(以上内容摘自花粉俱乐部论坛:https://cn.club.vmall.com/thread-16190726-1-1.html)

以上是华为在硬件方面的改进,注意,这个技术是软硬件结合的,下面分析下华为在软件方面的改进。

3、GPU Turbo在软件上的改进

6

余承东一直强调,GPU Turbo是个软硬件协同的技术,这个软件层面华为一定是下了功夫的,到底是在哪里下功夫呢?一定是在安卓底层进行了动作。

据此前FT中文网的专栏报道,对于安卓底层能“开刀”的专家全球应该不超过100人,其中三分之一在谷歌,三分之一在华为。从全面技术积累的能力上看,全世界能给安卓动手术的公司只剩下谷歌和华为了。而余承东也在去年宣称华为是国内手机厂商唯一一家敢在安卓底层动手术的厂商。

从目前的情况来,这次华为“吓人的技术”的一个方向,是华为采用了与三星类似的两层虚拟机的技术方式有了突破。而这种突破可以使华为的二层虚拟机既可以符合安卓的规范,又可以提高系统的运行效率,而在华为二层虚拟方案中,最大的可能是会改变安卓给每个应用一个独立虚拟机,而华为的技术方案中,很可能是采用了统一类总线方式,给所有的应用一个虚拟机,以提高系统的运行效率。

华为通过NPU和GPU的协同工作,在图像处理可以更多的使用NPU和GPU的性能,从而减少CPU的开销,从而进一步提高图像的处理速度,这也验证了为什么这项技术会首先在荣耀Play首先使用的依据。通过NPU和GPU的协同,大幅度提高图像处理能力,在安卓手机游戏方面的表现将是划时代的,如果其效果接近iOS的水准,说是“很吓人的技术”就并不为过。

综上两点,华为这次“很吓人的技术”一次二层虚拟机方面取得了重大突破,从而整体提高了安卓系统的代码的执行效率,二是通过NPU和GPU的协同,解放了CPU的负担,从而提高了安卓系统在图像方面的处理能力,也就大幅度提高了安卓手机的游戏性能。(以上部分内容来自百度贴吧)

而这样的优化是结合麒麟处理器的GPU硬件优化才能实现的,所以荣耀总裁赵明说GPU Turbo只用于华为手机,这也是通过OS升级华为可以对老机型进行性能提升的原因。牛啊,友商只能干着急了,唯一的办法就是删帖,这也是这个技术出来后很多评测出来后又莫名其妙消失的原因,友商怕了。

4、长期研发投入终得回报,华为手机未来不可限量

7

在这次发布会上,余承东表示华为在研发投入是长期巨额投入,十年来已经投入了3940亿元的资金,这样的投入是国内任何一家企业无法比拟的。即便是在国际上也是领先的。2017年华为研发投入104亿欧元,未来全球第六。

8

华为目前在全球有14个研究所,36个联合创新中心,2017年向欧盟申请专利2738项,全球第一,截止2017年累计获得专利授权74307项!

9

GPU Turbo是华为2012实验室研发的技术,从表象的性能来看,来老余的话说,让低端机增值500元,中端机增值1000元,高端机甩对手一条街,GPU Turbo技术的诞生,为安卓系统流畅度带来里程碑式的变化。对于华为和荣耀,是技术创新的重大亮点,在更复杂的图形图像渲染交互方面提前卡位,占据先发优势,也是重要卖点。

对于友商来说,想通过高通开发类似技术几乎不可能,因为它是软硬件协同技术,即便有了硬件基础也要开发相应的软件。

对这个技术越深入了解,你就越体会到华为的可怕,下面是知乎上一个发言:

9

从这一系列信息来看,华为在手机领域的志向非常远大而且很务实,按照余承东的说法还有很多爆照性的技术在内测,所以厚积薄发真的非常适用于华为,也许不久会有更爆炸性的技术发布,不过可以预料地是今年麒麟980吊打高通845或者后续型号已经不是悬念了!估计年底的Mate20会有更劲爆的消息!我们期待着!

再看一下GPU Turbo技术带来的技术性能突破!

1234567

GPU Turbo将带来行业性革命性变革!一直以来,安卓系统不如iOS流畅被广为诟病,尤其是在游戏等需要高性能、强渲染的场景。从上面的案例可以看出,GPU Turbo带来的不是优化下应用启停等改良式变化,而是通过对软硬件的协同优化,让流畅度和速率发生质的变化。该技术未来主要应用在AR、VR、3D UI、动效渲染等交互界面,游戏只是很小的应用场景,以“牛刀杀鸡”,也是吓人的原因之一。未来安卓手机也能实现和苹果相抗衡甚至超越的体验,这是一个里程碑式的进化。

所以,华为的GPU Turbo技术吓的不是用户,吓的是友商,并造就它成为出货量全球第一手机厂商!

期待华为有更多“吓人”的技术诞生!

(部分信息来自互联网)

注:本文为原创文章,转载请注明作者及来源

相关文章