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领跑移动光线追踪技术,天玑9200是如何做到的?

文丨壹观察 宿艺

联发科天玑9200发布会上,“首款Immortalis-G715 移动端硬件光线追踪GPU”成为业界、媒体和用户关注的焦点之一。

因为这不仅是“天玑最强GPU”,更是凭借“业界首个支持移动端硬件光线追踪”的突破,让手机游戏直接首次迈入硬件级“光追”时代

同样值得关注的是,联发科通过与游戏、终端厂商的紧密合作,首款支持移动端硬件光线追踪的手游《暗区突围》已经公布了首个演示片,搭载天玑9200的多个新旗舰预计也将在年内发布上市。也就是说,“手机用户玩光追游戏大作的梦想”很快就将成为现实

光线追踪在手机游戏实现有多难?

即使到了2022年的今天,《战地5》、《生化危机8》、《赛博朋克2077》等3A大作也主要在主机游戏上运行,因为在PC平台上大多人用户的显卡算力都会被“完爆”或者降低到影响感官的低帧率。《生化危机8》发行方曾经公布过一个数据:主机平台用户占比高达75%。甚至今年抖音上还出现了“3090会发光”的显卡梗,而这款支持光线追踪的英伟达RTX3090显卡在国内动辄都是万元售价起步。

因此近两年有不少厂商都曾提出过“移动光追”话题,往往会迅速引发质疑。

天玑9200是如何实现的?根据发布会上公布的信息,联发科与游戏开发者达成共识的“移动端光追三要素”:

“光追”可以赋予手机游戏更为真实的“软阴影”效果,从而更好地体现光源远近、光线强弱对阴影带来的真实影响关系与细节变化,让阴影拥有更贴近现实世界的模糊边缘和深浅的层次感。

“光追”可以带来更逼真的“镜面反射”效果,比如墙壁上的镜面、水坑里的倒影等更加立体、空间感更加真实等,而这也是光线追踪技术最知名、同时也是用户最直观的体现方式之一。

“光追”可以用于手游里的“折射”效果,也就是行业所说的“全局光照计算”,能够显著增强场景里的光照氛围感与不同材质的光反射细节差异,避免传统手游场景里暗处“一片黑”的视效缺陷。

天玑9200可以领先行业(甚至不止一步)首先做到这一点,可以概括为两大层面的显著突破:

首先,是GPU本身层面的整体性能与特征飞跃。

天玑9200率先采用新一代11核GPU Immortalis-G715,性能大幅提升32%,同时功耗降低41%。可以说依旧延续了天玑处理器近两代形成的突出“高性能、高能效”优势,在“光追”这种“高输出、高能耗”的重度游戏应用场景中可谓非常重要。

光线追踪从本质来讲就是一种渲染技术,实际效果就是随着游戏中的光线变化和事件出现不断更新的间接照明,来渲染更为逼真的动态场景,再现物理世界的真实现象。天玑9200搭载的这颗GPU还带来了一个重要的新特性:可变速率渲染技术(VRS),支持开发者根据内容显示的需要动态调整不同视觉区域的渲染倍率,带来的作用就是提升渲染效率、降低功耗,有效提升帧率(测试数据fps可提升10%)和运行稳定性。

第二,天玑9000首先实现移动端硬件光追,并非依靠GPU“单点突破”,而是与整颗处理器的其他特征跃迁共同组成的“光追保障力”。

综合算力层面,基于台积电第二代4nm制程、采用创新的芯片封装设计增强散热能力的天玑9200,单核与多核性能较上一代皆有10%以上的提升,同时CPU峰值性能降低25%、散热能力提升10%。除此之外,还集成了联发科高能效AI架构的第六代APU,AI性能相比上一代提升35%,也带来了包括GPU、ISP等算力模块在图形计算领域更强的协同计算能力。

根据vivo公布的数据,搭载天玑9200的新一代旗舰机型安兔兔跑分达到了1284467分,这也是迄今为止行业最高性能得分

高效传输同样是“算力充沛”的重要保障。天玑9200支持8533Mbps LPDDR5X内存、8通道UFS4.0闪存,可以为手机端光追游戏提供目前行业性能与传输最佳的“天玑9200铁三角”组合。

连接与操控同样对游戏体验影响明显。天玑9200延续了联发科近两年保持的“5G引领”优势:支持“5G新双通”,配合高铁、地铁、机场等场景下的“5G智能出行”模式可保障用户所在场景下的最佳高速数据连接体验;对Wi-Fi 7的支持也是一大亮点,理论峰值可达6.5Gbps;LE Audio 蓝牙音频支持8Mbps速率,时延更短;MediaTek HyperCoex“超连接技术”则提供了更强的连接抗干扰能力;智能稳帧技术2.0可通过全局温控预测智能调整最佳稳帧效果;MediaTek HyperEngine 6.0游戏引擎则有效提升用户在游戏场景中的流畅画质与精准操控体验 ......

由此来看,天玑9200率先完成业界首个移动端硬件光线追踪突破背后,其实是联发科诸多在业界具备引领优势的技术多维聚焦的结果,其中很多都为了移动光追的实现进行了大量调优。“天玑最强GPU”绝非是参数取胜,而是拥有明确的协同突破目标与场景应用优势

《暗区突围》的制作方腾讯互娱魔方工作室群制作人在发布会播放的视频中透露了一个重要信息:双方在移动光追的合作始于“三年前”。这个时间点与芯片行业“预研一代、研发一代、量产一代”的开发节奏向吻合的。也就是说,天玑9200这颗旗舰处理器从项目预研启动开始,就将移动光追在游戏产业的应用视为“确定性的重点创新方式”。

这一点在更多产业层面也得到了印证。比如天玑9200搭载的这颗GPU,是ARM最新、最强的Immortalis-G715 GPU,同时支持Vulkan 1.3。

联发科从开始就确将Vulkan Ray Query技术路线来实现“移动光追”这一路线,已经不是秘密。这让联发科有足够的时间和经验与ARM共同打磨在未来旗舰处理器架构上的“移动光追”特性。

2021年四季度,联发科曾宣布推出基于Vulkan扩展的移动端光追SDK解决方案——Vulkan Ray Query,并与ARM和腾讯游戏基于该方案共同实现了移动端实时光追技术的首次演示,此时应该是基于Demo版本。之后今年1月,Khronos Group宣布推出Vulkan 1.3 ......

从这个路线图来看,联发科在天玑9200上实现移动端硬件光追的首先突破,是一个长期规划、并且稳步推进的过程,并且深入到了芯片顶级架构、移动光追标准、TOP游戏厂商开发者,以及终端合作伙伴这一“完整生态”之中,并且开始拥有了比较明显的“行业标准话语权”。

《暗区突围》制作方透露的另一个信息:“双方基于天玑平台进行的光追联合研发深入到游戏引擎优化、管线优化到光追内容特效的呈现进行深度合作与细致打磨”,同样说明了这一点。联发科在移动光追领域的突破目标已经不单单的“抢跑突破”与“技术引领”,与来自产业各方合作伙伴对“移动光追游戏”快速普及落地与生态共建才是重中之重。

而在这一目标背后,是联发科要确立对标其主要旗舰竞争对手—— 高通,在游戏领域“体验引领”、“生态引领”的重要进阶目标

所以我们看到,除了“领跑”移动光追游戏,天玑9200还充分基于GPU的显著性能特效与游戏厂商进行了广泛合作与深度联调。

比如《原神》实时频率在60 FPS极高画质下长时间“稳帧”运行、《王者荣耀》120 FPS极致画面下满帧运行1小时,以及其他多款手游都获得了显著的画面与帧率提升。

联发科高管也在此次发布会上明确表示:联发科会持续为游戏玩家打造“极致游戏体验”

天玑接下来重点发力“游戏体验”,无疑是联发科“聪明且正确”的选择。

从联发科本身来看,天玑9000实现了旗舰芯片真正的“性能跨越”,并且获得了厂商、市场与用户的一致认同。OPPO方面当是将其称之为“旗舰手机树立全新性能标杆”,荣耀评价为“超强的性能和出色的能效表现”,小米给出的评价则是“史无前例的一次性能飞跃”与“最先进的‘超旗舰’SoC之一”......

落地在产品上,几乎所有主流品牌都推出了基于联发科天玑9000/8000系列的机型,其中OPPO Find X5 Pro、vivo X80 Pro等甚至都在新旗舰的高配Pro版本上采取了“旗舰双芯”策略,ROG游戏手机6的天玑至尊版(采用天玑9000+)更是在今年9月冲上安兔兔安卓旗舰手机性能的排行榜第一,超越了一众新骁龙8+旗舰机型。

从天玑9000开始,联发科可以说在“顶级旗舰性能”芯片上站住了。

那么,接下来就一定是将过去的短板——GPU,打造成真正的“长板”,而游戏领域不仅是体系性能优势的最好应用场景,同时也拥有巨大的用户群触达力。

中国音数协游戏工委及中国游戏产业研究院发布的报告显示,2022上半年中国游戏用户规模高达6.66亿,其中手机游戏是绝对的大头,从收入规模来看接近3/4。

巨大的用户需求,直接刺激了中国手机企业打造“游戏好用手机”的热情,除了ROG、鸿蒙等目标专业竞技游戏的品牌,vivo、OPPO、荣耀、小米等皆纷纷推出了具备典型“游戏体验”标签的手机系列/子品牌。

而对于游戏企业和开发者而言,中国游戏市场规模巨大,同时又竞争非常惨烈。通过技术、体验突破打造新游戏的“弯道超车”已经是所有从业者的梦想。而光追游戏向移动端迁移,无疑给手游创新打开了巨大的空间与用户增长新赛道。而手游的联运与分成,反过来又会反哺智能手机产业向“游戏场景”体验的进一步深化创新。

所以,联发科在天玑芯片上继续强化“游戏赛道”引领,尤其的代表新技术、新生态、新趋势的“移动光追”长期领跑,其实是一个产业“多赢”,并且积极愿意参与“共建”跳出如今行业“内卷”的“优先项”

这其实也是联发科“站稳”高端旗舰芯片市场之后,必须要从“技术超越”走向应用场景引领与生态引领的“必然选择”。

当然,对于广大的智能手机用户和手游群体来说,搭载天玑9200的新机合适发布,以及“移动光追”游戏何时上线才是关注的焦点。而伴随天玑9200抢先完成移动光追游戏“从0到1”,大众用户一旦确立 “天玑旗舰芯片=高性能+好游戏”的关键心智认知,联发科不仅可以在旗舰芯片的市场份额进一步突破,也将回到联发科最理想的“5G加速引领创新”长赛道。

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