移動(dòng)設(shè)備邁向超高清技術(shù) GPU風(fēng)潮席卷CPU
繪圖處理器（GPU）在下世代應(yīng)用處理器設(shè)計(jì)的重要性大增。隨著行動(dòng)裝置邁向大屏幕、2.5K超高解析度，GPU在應(yīng)用處理器中所扮演的角色已日益突顯，因此包括高通（Qualcomm）、聯(lián)發(fā)科及安謀國(guó)際（ARM）等大廠近來(lái)均積極朝四核心、八核心方向邁進(jìn)，以提升GPU效能，同時(shí)也致力推動(dòng)異質(zhì)系統(tǒng)架構(gòu)（HSA）標(biāo)準(zhǔn)，以激發(fā)更多GPU應(yīng)用潛力。
ARM多媒體處理部事業(yè)開發(fā)經(jīng)理蔡武男提到，消費(fèi)者對(duì)行動(dòng)裝置影像效能的要求愈來(lái)愈嚴(yán)格，因而也帶動(dòng)許多GPU Benchmark跑分程式出爐，藉以評(píng)定優(yōu)劣。
ARM多媒體處理部事業(yè)開發(fā)經(jīng)理蔡武男表示，GPU每一核心中內(nèi)含大量運(yùn)算單元，此架構(gòu)天生就是用來(lái)執(zhí)行大量畫素平行處理，所以在行動(dòng)裝置、PC甚至電視紛紛吹起高解析度設(shè)計(jì)風(fēng)潮后，其重要性已逐漸與CPU平起平坐，且近期已躍居應(yīng)用處理器中占位面積最大的區(qū)塊，因而成為芯片商增進(jìn)產(chǎn)品性能的布局重點(diǎn)。
目前GPU技術(shù)演進(jìn)大致分成兩個(gè)方向，首先是提升核心數(shù)量并導(dǎo)入更多影像演算法，另外則是與CPU協(xié)同運(yùn)作，藉其平行處理優(yōu)勢(shì)分擔(dān)部分CPU運(yùn)算任務(wù)，并減輕系統(tǒng)延遲問題。蔡武男指出，自去年底以來(lái)，市面上已陸續(xù)出現(xiàn)搭載四核心GPU的高階行動(dòng)裝置，如Google Nexus 10平板裝置等；隨著行動(dòng)裝置顯示規(guī)格、影像應(yīng)用功能持續(xù)升級(jí)，導(dǎo)入八核心GPU的聲浪也開始涌現(xiàn)，因此ARM已積極朝八核GPU方案布局。
無(wú)獨(dú)有偶，輝達(dá)（NVIDIA）今年亦計(jì)劃將Tegra 4處理器內(nèi)的GPU核心運(yùn)算單元推升至七十二個(gè)，以滿足行動(dòng)裝置導(dǎo)入高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）成像、WebGL三維（3D）畫面呈現(xiàn)等新功能需求；顯而易見，GPU核心擴(kuò)充的腳步比起CPU有過(guò)之而無(wú)不及。
蔡武男進(jìn)一步分析，GPU的平行處理架構(gòu)在繪圖、畫素處理方面的表現(xiàn)大幅優(yōu)于CPU，加上GPU占位面積不斷擴(kuò)大，芯片商遂希望將更多工作由CPU轉(zhuǎn)移至 GPU上，以提高應(yīng)用處理器SoC的利用價(jià)值，因此，透過(guò)異質(zhì)運(yùn)算機(jī)制，讓GPU與CPU協(xié)同運(yùn)作的嶄新概念近期在業(yè)界已日益受到重視。
現(xiàn)階段高通、超微（AMD）、聯(lián)發(fā)科、ImaginaTIon和ARM等大廠已組成HSA基金會(huì)，主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)GPU、CPU甚至是數(shù)字信號(hào)處理器 （DSP）之間的分工模式，讓各種運(yùn)算任務(wù)以最短、最省電的方式完成。蔡武男指出，GPU、CPU協(xié)同運(yùn)作將是HSA第一階段的目標(biāo)，未來(lái)將逐步釋出相關(guān)規(guī)范與參考設(shè)計(jì)，拉攏更多IC設(shè)計(jì)業(yè)者加入；在異質(zhì)運(yùn)算架構(gòu)具備雛形后，下一步則將延伸至電源管理芯片（PMIC）、快取記憶體（Cache）連接架構(gòu)等系統(tǒng)層級(jí)設(shè)計(jì)規(guī)劃，擴(kuò)大HSA標(biāo)準(zhǔn)的涵蓋層面。
由于GPU功能升級(jí)需求殷切，且應(yīng)用版圖不斷擴(kuò)張，近2年ARM的GPU硅智財(cái)（IP）--Mali的市場(chǎng)滲透率也跟著三級(jí)跳，從2011年的五千萬(wàn)顆出貨量，大幅躍升至2012年1億五千萬(wàn)顆出貨。蔡武男透露，2012年ARM已在GPU用量最大的行動(dòng)裝置市場(chǎng)搶下20%的市占率，預(yù)估今年的市占表現(xiàn)將明顯超出去年。