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3nm SoC带不动高清屏幕,背后是显卡的发展史

发布时间:2024-07-06 16:51:19来源: 15210273549

三星的3nm智能手表主控,日前正式发布

 

近日,三星方面正式公布了Eyxnos W1000(也就是S5E5535)智能可穿戴平台的相关信息。

 

基本它的配置信息与我们三易生活此前分析的没啥区别,也就是说其使用了三星最新的3nm GAA制程,使用了扇出型面板封装(FOPLP)和嵌入式(ePoP)的DARM和NAND闪存。从某种程度上说,它就是三星目前最新半导体工艺的“秀肌肉”产品,当然也可以理解为是小规模的试作。

 

在这样的先进工艺支撑下,Exynos W1000的性能参数也确实很“吓人”。它拥有当今智能手表SoC里首创的1*Cortex-A78+4*Cortex-A55五核CPU,并集成了Mali-G68MP2图形处理器。用三星方面的话来说,Exynos W1000的CPU单核与多核性能,分别达到了前代(Exynos W930)的3.4倍和3.7倍,提升堪称恐怖。

 

强大性能的背后,GPU规格与屏幕分辨率并不匹配

 

如果有关注到三星官网上公布的Exynos W1000技术指标可能就会发现,它有那么一个值得说道的细节。那就是它的GPU理论规格,与显示分辨率之间的“不匹配”。

 

正如大家所见,Exynos W1000集成的是Mali-G68MP2 GPU。虽然这不是一个非常新的型号,但如果将其放到智能手机SoC领域,那么它甚至比同样发布于2024年第二季度的联发科天玑6300还要更先进一代(后者用的还是Mali-G57MP2)。换句话说,至少Mali-G68在2024年第二季度的当下,绝对是不算过时的。

 

无论CPU、还是GPU架构,Exynos W1000都比入门级智能手机SoC更强

 

然而大家要知道,使用Mali-G57MP2的天玑6300,至少可以支持2560*1080分辨率的90Hz、甚至是120Hz高刷屏。但Exynos W1000即便用了架构更新的GPU,最高却只能支持960*540的qHD(四分之一高清)分辨率屏幕。那么这又是为什么呢?

 

是频率太低惹的祸吗?计算表明似乎不太可能

 

可能有的朋友会想到,这会不会是因为Exynos W1000的GPU频率太低,以至于它的实际性能被限制了。虽然从表面上来看,这似乎有点合理性,因为智能手表SoC的频率肯定要比智能手机的更低。

 

但做做算术就会发现,将一款默认能“带动”1080P 120Hz屏幕的GPU、强行降低到只能驱动qHD的60Hz屏幕,就意味着至少要将其频率降到原来的1/8(考虑到代次差距,实际可能还要降低更多)。而这,则几乎是不可能的。

 

要知道,在3nm GAA工艺的加持下,Exynos W1000的CPU频率完全可以跑到1.5GHz、甚至更高,同时保证完全能塞进手表里的低功耗。这既反应了新制程的能效优势,同时从另一个角度来说,也说明在这个工艺下处理器的“甜品频率”(或者说能效最高的频率)差不多就是这个水准。因此强行将GPU跑到过低的频率,并不会带来更显著的省电作用,而只会导致性能的无谓损失。

 

因此尽管我们目前还没有拿到搭载Exynos W1000的终端,但已经可以肯定地说,它内置的那颗Mali GPU渲染性能绝对不可能只有qHD分辨率级别的。换句话说,造成其适配屏幕分辨率“过低”的原因,很可能并不在GPU上。

 

现代GPU的发展史,可能才是这个问题的根源

 

那么到底是什么“问题”,导致理论上GPU性能甚至比入门级5G手机SoC还要强的三星新款智能手表SoC,却只能使用低分辨率屏幕呢?原因其实很简单,因为大家可能错误地理解了现代的GPU架构,以及它们在手机、PC上的显示原理。

 

彼时的“3D显卡”并不支持直接输出画面,所以2D+3D的双显卡才是普遍配置

 

在很多年之前,差不多也就是连“3D游戏”这个概念都还没有出现的时代,PC上的“显卡”(请注意,我们这里刻意不称其为GPU)指的是一种可以将代码转化为2D图像,并输出给显示器的部件。在那个年代,评价一款显卡“性能”高低的因素,主要在于它能够支持的色彩,以及分辨率的高低。

 

但随着3D图形技术的出现和民用化,问题开始复杂了起来。如果有用过一些最早期的3D显卡(比如大名鼎鼎的VOODOO)就会知道,这些最初的“3D加速卡”是不带显示输出功能的,用户必须另外购买一张2D显卡、用它来连接显示器,才能享受3D游戏里的渲染加速。

 

即便是现代显卡,它们的2D输出能力可能也源自外挂的独立芯片、而非GPU本身

 

再到后来,“3D加速卡”与“2D显卡”的融合成为行业趋势,但消费者也因此逐渐忘记了一个事实,那就是“纯粹的”3D GPU,其实是不具备显示输出能力的。

 

独立的“显示处理器”,如今的影响力依然不低

 

没错,实际上直到如今,“3D显卡本身不能直接输出图像”依然是行业中的一个基本规则。之所以大家平时不会意识到这一点,只不过是因为PC上的显卡本身都默认集成、或者在PCB上额外搭载了2D显示控制器而已。

 

对于智能手机、手表的SoC来说,这个“规则”自然也是成立的。比如大家熟知的Mali GPU、Adreno GPU等,它们本质上都是“纯3D加速器”,只能处理3D图像的生成、渲染,并不具备将2D画面输出到屏幕的功能。

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