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到底有多强?解读Apple A8X

时间:2014-11-25

[导读] 苹果公司总能带给我们一个又一个的惊喜。在 Apple A8X 芯片问世以来,苹果并没有公布其 GPU(图形处理器)的详细参数,这也许

        苹果公司总能带给我们一个又一个的惊喜。在 Apple A8X 芯片问世以来,苹果并没有公布其 GPU(图形处理器)的详细参数,这也许是其 " 刻意而为之 ",但近期这一谜团终于被解开了:苹果 A8X GPU 采用了八核处理器,隶属 PowerVR 6XT 系列,被命名为GXA6850。那么移动端的八核图形处理器到底有多强?八核的意义又在哪?拆机堂将为大家详细解答。
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 下文,我们将分为五个部分带大家全面了解苹果 A8X GPU 的强悍之处。
  1、苹果的八核 GPU 是如何被发现的?为何命名为 GXA6850。
 
  2、剖析 GXA6850 图形处理器,详细解析内部构造与参数。
 
  3、PK 众多顶级平板,看 A8X 图形处理如何孤独求败?
 
  4、性能仅有 30% 提升?!苹果升级 GPU 意义何在?
 
  5、下一代 iPhoneiPad 会采用什么 GPU?会是十六核么?
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  搭载 A8X 芯片的 iPad Air 2
  我们都知道,iPhone6 上搭载的 A8 芯片,其 GPU 只是四核增强版 PowerVR GX6450,难免令人失望,而当人们猜测 iPad Air 2 中的 A8X GPU 应该肯定是六核 GX6650 时,国外 AnandTech 研究发现,人家用的其实是八核!那么,AnandTech 是如何得出该结论的呢?
 
  重要的线索就是," 近期刚刚发布的 PowerVR 7XT/7XE 系列,最多可以配备 16 个核心,是上代的两倍 ",所以可以确认 6XT 系列有八核,但不是公开的型号。\
 
 
  PowerVR 7XT 系列阶梯图(图片来自 AnandTech)
  
      PowerVR 6XT 系列最多可以配置八个核心,但公开型号最高只有六核 GX6650,所以 " 误导 " 我们猜测 A8X 的 GPU 可能是六核。但现在我们知道了,八核是苹果和 Imagination 私人订制的产物,至少目前只有苹果能享有这一高端产品,别家只能在一旁看看了。
 
  由于该八核图形处理器暂时没有公开型号命名,国外网站 AnandTech 就给它起了个符合苹果气质的名字:PowerVR GXA6850,其中的 A 就代表着 Apple。不管官方命名是不是如此,但苹果 A8X GPU 的确应得此独特的名字。
 
  既然已经确定了苹果 A8X 的图形处理器为 PowerVR GXA6850,那么其内部构造和参数也就好研究了。国外 Chipworks 网已经得到了一张 A8X 内核的照片。\
 
 
  A8X Die-Shot 图(图片来自 chipworks)
  
       苹果 A8X 八核 GPU 架构属于 PowerVR 6XT 系列的特有架构,而且与 GX6450 的结构也很相似,但不是六核 GX6650,所以之前的猜测也就不攻自破了。AnandTech 网站还给出了 GXA6850 非官方逻辑图,从图中我们看到了八个 " 核心 "(USC)。\
 
 
  非官方 GXA6850 逻辑图(图片来自AnandTech)
 
  虽然与 GX6450 很相似,但除了 ALU 单元和浮点、纹理、像素等相对于 GX6450 翻一番外,苹果还做了一些很必要的互联设计:使得八个 GPU 核心可以全速开动,当然功耗、电源管理也要优化一番。\
 
 
  PowerVR 6XT 系列参数表(图片来自AnandTech)
 
  借助内核照片(Die-Shot),我们可以测出 A8X 的大小,大概是 12.5mm*10.0mm=125mm2 ( 基本上和之前我们的猜测差不多 ) ,略大于 123mm2 的 A6X,是仅次于 A5X 的第二大苹果芯片。经过估算,GXA6850 GPU 部分的面积约是 38mm2,约占整个处理器的 30%。\
 
 
  五代 iPad 芯片面积大小对比图(图片来自AnandTech)
 
  A8X 集成了多达 30 亿个晶体管,远远超过了 Intel Haswell GT3 四核版的 17 亿个,介于 NVIDIA GK104 35 亿个与 GK106 25 亿个之间,集成度相当高。相比于 A8,它的晶体管数量增加了约 50%,但面积只增大了 40%。
 
  在上一页,我们基本了解到 A8X GXA6850 图形处理器的内部架构和各个参数,本页我们将它的性能量化,用搭载八核图形处理器的 iPad Air 2 与目前行业中主流的平板电脑进行跑分对比,从图形处理性能的数据看八核 GPU 到底有多强?
 
  下面我们用三大权威跑分软件进行测试,分别是:3DMark、BaseMark X、GFXbench 3.0,分数越高证明该平板的 GPU 图形处理性能越好。\
 
 
  八核 GXA6850 3DMark 跑分对比图(图片来自AnandTech)\
 
  八核 GXA6850 BaseMark X 跑分对比图(图片来自AnandTech)\
 
  八核 GXA6850 GFXbench 3.0 跑分对比图(图片来自AnandTech)
 
  从这三款软件的综合跑分看,iPad Air 2 基本排在第一位,只在 3DMark 图形跑分上输给搭载 NVIDIA Tegra K1 处理器的 NVIDIA SHIELD Tablet 游戏平板,该平板的图形处理器中拥有多达 192 个 GeForce GPU 图形核心。
 
  不过在另两个跑分软件中,iPad Air 2 仍旧保持着第一名的宝座。由此可见,八核 GPU 的图形处理性能的确十分强大,对比搭载 A7 处理器的 iPad Air 一代,或是搭载 A8 处理器的 iPhone 6,优势也十分明显。\
 
 
  GFXbench 3.0 纹理填充能力分数对比图(图片来自AnandTech)
 
  从 GFXbench 3.0 纹理填充能力看,搭载八核 GXA6850 GPU 的 iPad Air 2 比搭载六核 GX6650 GPU 的性能提升了一倍多,由此也可证明 A8X 的 GPU 是 PowerVR 6XT 系列中最高端的处理器,而且肯定是八核无疑。
 
  分析完八核 GPU GXA6850,那么最后问题来了。
 
  · 为什么苹果为新 iPad Air 2 选择了八核 GPU 而不是六核?
 
  从性能提上角度看,苹果 A8X 的八核 GPU 确实比 A8 的六核 GPU 提升了许多,但 iPad Air 2 所需要处理的像素等图形资源却远远不是 iPhone 6 Plus 的两倍,八核显得有些浪费,而实测得出显示性能只提升了大约 30%。\
 
 
  iPad Air 2 相比 iPad Air GPU 性能提升约为 30%(图片来自AnandTech)
 
  在测试软件 GFXBench 3.0 的 Manhattan 测试项中,iPad Air 2 分数为 24.5,iPad Air 分数为 8.8,在 GPU 核心数由六核提升到八核后,图形处理性能只提升了 30%。在数据中,我们并没有感受到八核 GPU 的威力,但这一点的提升或许能让你的游戏更加顺畅,让 iPad 的娱乐性更加贴近于台式机。
 
  不过笔者认为,苹果公司对于硬件的苛刻程度人尽皆知;同样," 果粉们 " 对每代新 iPad 的硬件升级也格外关注。由此看来,苹果有理由追求更高、更强的配置,有八核为何还用六核?
 
  · 下一代 iPad 会采用哪款 GPU?
 
  在文章开头大家应该注意到了,作为行业老大的 Imagination 推出了自己的 PowerVR 7 系列 GPU。PowerVR 7XT 系列可以配置 2-16 个核心,每时钟周期浮点性能单精度 256-2048Flops、双精度 128-1024Flops,可执行 4-32 个纹理像素,都比上代多了一倍。虽然在硬件架构上变化并不大,但 7 系主要改进在于增加了新的指令集,优化了并行效率,官方称新一代 7XT/7XE 系列将比上代的 6XT/6XE 性能提升 60%。\
 
 
  PowerVR 7 系核心图(图片来自 imgtec 官网)
 
  由此可见,苹果下一代 iPhone 和 iPad 应该会采用 Imagination 的 PowerVR 7 系列 GPU,对于核心数,我们注意到官方显示为 "2-16 核 ",如果苹果追求极致,很有可能采用十六核 GPU,不过这就对于下一代 Apple A 系列 CPU 要求很高了,不知道它 " 撑不撑得住 "。不过,如果真是十六核,也许苹果会再创造又一个奇迹。
 
  除了 PowerVR 7 系列已开放授权,ARM Mali-T800 系列,高通 Adreno 400 系列,NVIDIA 的麦克斯韦架构等,众多高端 GPU 核心也已授权完毕,预计明面上市。到那时,苹果不知道会不会 " 禁不起诱惑 " 而选择其他公司,挑选更适合自己的 GPU。但不管怎样,明年的新 iPhone 和 iPad,一定会在图形处理方面给我们带来无限的惊喜。