為什么手機性能越高，越需要移動端游戲超分技術(shù)

技術(shù)的發(fā)展是一個圈。近些年來，PC游戲體驗有了長足的進步，像硬件線程調(diào)度器（Thread Director）、深度學(xué)習(xí)超級采樣（DLSS）等創(chuàng)新技術(shù)層出不窮，各處理器單元通過先進的調(diào)度機制協(xié)同計算，極大的提升了玩家的游戲體驗?，F(xiàn)在，這些技術(shù)趨勢也在手機行業(yè)中興起，隨著《和平精英》、《崩壞3》、《原神》等大型3D游戲走紅，助推手機游戲技術(shù)并入全新賽道。

回顧近兩年，智能手機芯片的發(fā)展非常迅速，4nm工藝和armv9架構(gòu)成為新的技術(shù)節(jié)點。以聯(lián)發(fā)科最新推出的天璣9000旗艦芯片為例，不僅采用了高性能的三叢集CPU架構(gòu)，GPU方面也升級為Mali-G710十核，圖形性能和能效得到了大幅提升。

隨著手游對性能的需求不斷攀升，特別是在手機輕薄化設(shè)計趨勢下，冬天暖手、夏天燙手，已被吐槽一年有余，發(fā)熱、功耗等問題開始成為影響玩家體驗的枷鎖。芯片既要火力全開，又要冷靜輸出，聯(lián)發(fā)科正在用全新的方式實現(xiàn)性能、能效的最優(yōu)解。

為了解決芯片高功耗給手機帶來的發(fā)熱、續(xù)航等難題，打破GPU性能桎梏，聯(lián)發(fā)科的天璣9000支持移動端游戲超分技術(shù)（Game AI-SR）。這項技術(shù)可以看作是英偉達DLSS這類技術(shù)的“手機版”，其原理是先通過GPU渲染出較低分辨率的畫面，然后通過APU和算法“腦補”為接近原始分辨率畫面，還原畫面細節(jié)。

不同的是，PC上超分技術(shù)的目標是實現(xiàn)更高的游戲幀率；而移動端的超分技術(shù)的主要任務(wù)是保證提供接近原生畫質(zhì)的前提下降低芯片功耗。借助“先減后加”的超分技術(shù)，玩家即使選擇高畫質(zhì)模式進行游戲，也不會因發(fā)熱和續(xù)航問題影響游戲體驗。

有人會問，這個看著挺簡單的過程，在錯綜復(fù)雜的芯片內(nèi)部是怎樣實現(xiàn)的？

從芯片內(nèi)部視角來看，聯(lián)發(fā)科的移動端游戲超分技術(shù)是結(jié)合GPU與APU的異構(gòu)方案，可實現(xiàn)平臺整體功耗與畫質(zhì)的平衡，將原來由GPU獨立完成的游戲畫面渲染工作分配給GPU和APU，起到“雙U搭配干活不累”的效果，從而有效降低芯片整體功耗。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示，將機器學(xué)習(xí)用于超分的做法將逐漸變成主流，因為它比傳統(tǒng)技術(shù)具有更大的優(yōu)勢?；跈C器學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以更好地學(xué)習(xí)低分辨率和高分辨率圖像之間的特征，并修復(fù)失真，重建分辨率至更高的層次。在專用核心中運行的AI算法可以在功耗和質(zhì)量之間取得平衡。它可以被用于游戲和視頻，以改善用戶體驗。

聯(lián)發(fā)科的移動端游戲超分技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)1.5倍分辨率縮放。舉個通俗的例子，開啟超分后，智能手機借助芯片中的GPU渲染出720P的畫面，再交給APU基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)對畫面進行放大、銳化、抗鋸齒等一系列操作，將其還原為接近1080P畫面的效果，以此來增強圖像輸出畫質(zhì)。通過GPU與APU協(xié)同進行圖形處理，可得到接近原畫的畫質(zhì)，并有效降低功耗。

借由APU進行“腦補”， 移動端游戲超分技術(shù)可以提供接近原畫的視覺效果，大幅降低GPU渲染功耗

面向未來廣闊的手游生態(tài)，聯(lián)發(fā)科利用自身強大的計算資源訓(xùn)練和改進AI模型，把完成超分優(yōu)化的AI模型提供給游戲開發(fā)商，或為游戲開發(fā)商自研超分提供工具，協(xié)助其完成游戲內(nèi)的超分優(yōu)化。通過先進的AI開發(fā)工具，聯(lián)發(fā)科有機串聯(lián)起芯片、終端、游戲開發(fā)商，與合作伙伴共同為玩家?guī)懋嬞|(zhì)、流暢性、能效兼?zhèn)涞囊苿佑螒蝮w驗。

聯(lián)發(fā)科通過先進的AI開發(fā)工具，賦能游戲開發(fā)商適配移動端超分技術(shù)，帶來更出色的能效和畫質(zhì)表現(xiàn)

當(dāng)下，依靠AI技術(shù)做功來支援GPU實現(xiàn)移動端游戲超分，對芯片設(shè)計有著較高的要求。芯片內(nèi)最好采用獨立的APU，而不是借用其他計算單元來進行AI任務(wù)處理，因為像天璣9000這樣搭載獨立的APU才能滿足高能效的AI計算，而調(diào)用傳統(tǒng)的CPU、GPU來進行AI計算實際效率很低，用來做游戲超分反而得不償失。

獨立APU能做到“專芯專用”，AI計算能效與CPU、GPU相比有明顯優(yōu)勢

聯(lián)發(fā)科的天璣9000集成了APU590，擁有六顆核心，其中四個“性能核”為移動端游戲超分技術(shù)帶來強大的AI計算力。與上一代APU相比，APU590在性能、能效均大幅提升400%，在ETH BurnOut能效測試持續(xù)保持業(yè)界領(lǐng)先。

此前，全球知名調(diào)研機構(gòu)Counterpoint曾在《5G旗艦智能手機芯片發(fā)展趨勢白皮書》中指出，2020年有專用人工智能元素的SoC驅(qū)動的智能手機比例預(yù)計約為35%，預(yù)計這一滲透率將在2023年提升至75%以上。

因此，大多數(shù)SoC設(shè)計公司都采用了獨立的AI核心，例如聯(lián)發(fā)科的APU和蘋果的NPU，以及英偉達GeForce RTX GPU所集成的Tensor Core AI處理單元。

預(yù)計搭載APU的SoC的滲透率在2023年提升至75%以上，有利于移動端AI超分技術(shù)的發(fā)展

目前PC端的超分技術(shù)目前已發(fā)展到第二階段，即無限逼近或甚至超越原畫的視覺效果，同時幀率方面再上一層樓，而目前移動端游戲超分技術(shù)則是剛剛起步的階段。但從計算發(fā)展的角度來看，移動芯片可以說是站在了巨人肩膀上，PC平臺歷經(jīng)長期發(fā)展出來的AI計算單元如今聯(lián)發(fā)科的天璣系列移動平臺已成標配。

毫不夸張的說，移動端游戲超分將成為未來五年最具潛力的手機游戲技術(shù)，面向全球高速復(fù)合增長的手游市場和元宇宙生態(tài)趨勢，未來其迭代的速度甚至有望超過“老大哥”PC平臺。

近期有大V爆料，vivo X80新品搭載天璣9000，將支持游戲超分技術(shù)，看來這項體驗超牛的技術(shù)離我們不遠了，相信廣大手游玩家非常期待這項技術(shù)落地。

時下，聯(lián)發(fā)科正在構(gòu)建全面的移動端游戲技術(shù)矩陣，引領(lǐng)手游技術(shù)躍遷，為玩家?guī)怼?A游戲”般的視、聽、觸感官體驗。聯(lián)發(fā)科的HyperEngine游戲引擎包括畫質(zhì)引擎、智能調(diào)度引擎、網(wǎng)絡(luò)引擎和操控引擎，支持移動端游戲超分技術(shù)、移動端光線追蹤等先進技術(shù)，不斷迭代的HyperEngine已成為聯(lián)發(fā)科解決玩家痛點，推動移動端游戲技術(shù)持續(xù)升級的重心。

MediaTek持續(xù)致力于圖形領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)，將不斷擴展MediaTek HyperEngine游戲引擎的關(guān)鍵技術(shù)，為移動終端帶來端游級游戲渲染效果，面向游戲廠商、開發(fā)者、終端廠商提供強大的圖形處理能力和解決方案，將媲美真實的游戲畫面帶給廣大游戲玩家，通過對先進技術(shù)的長期投入與開放合作引領(lǐng)移動端圖形發(fā)展趨勢。

審核編輯：符乾江