Android Шаг за Шагом: Видеоускорители и все что с ними связано. Как узнать какой видеоускоритель на Android Как узнать какой графический ускоритель телефоне

Графический процессор (GPU) является не менее важным компонентом SoC мобильного устройства, чем (CPU). За последние пять лет бурное развитие мобильных платформ Android и iOS подстегнуло разработчиков мобильных графических процессоров, и сегодня никого не удивить мобильными играми с трехмерной графикой уровня PlayStation 2 или даже выше. Вторую статью цикла “Ликбез по мобильному железу” я посвятил графическим процессорам.

В настоящее время бОльшую часть графических чипов производят используя ядра: PowerVR (Imagination Technologies), Mali (ARM), Adreno (Qualcomm, ранее ATI Imageon) и GeForce ULP (nVIDIA).

PowerVR – это подразделение компании Imagination Technologies, которая в недавнем прошлом разрабатывала графику для настольных систем, но под давлением ATI и nVIDIA вынуждена была покинуть этот рынок. Сегодня PowerVR разрабатывает, пожалуй, самые мощные GPU для мобильных устройств. Чипы PowerVR используют при производстве процессоров такие компании, как Samsung, Apple, Texas Instruments и др. Например, разные ревизии GPU от PowerVR установлены во всех поколениях Apple iPhone. Актуальными остаются серии чипов 5 и 5XT. К пятой серии относятся одноядерные чипы: SGX520, SGX530, SGX531, SGX535, SGX540 и SGX545. Чипы серии 5XT могут иметь от 1 до 16 ядер: SGX543, SGX544, SGX554. Спецификации 6 серии (Rogue) пока уточняются, но уже известен диапазон производительности чипов серии – 100-1000GFLOPS.

Mali – это графические процессоры, разрабатываемые и лицензируемые британской ARM. Чипы Mali являются составной частью различных SoC, производимых Samsung, ST-Ericsson, Rockchip и др. Например, Mali-400 MP входит в состав SoC Samsung Exynos 421x, используемых в таких смартфонах, как Samsung Galaxy SII и SIII, в двух поколениях “смартфонпланшетмаша?” Samsung Note. Актуальным на сегодня является Mali-400 MP в двух- и четырехядерных вариантах. На подходе чипы Mali-T604 и Mali-T658, производительность которых до 5 раз выше, чем у Mali-400.

Adreno – это графические чипы, которые разрабатывает одноименное подразделение американской Qualcomm. Название Adreno является анаграммой от Radeon. До Qualcomm подразделение принадлежало ATI, а чипы носили название Imageon. Последние несколько лет Qualcomm при производстве SoC использовала чипы 2xx серии: Adreno 200, Adreno 205, Adreno 220, Adreno 225. Последний из списка – совсем свежий чип – выполненный по 28нм технологии, самый мощный из Adreno 2хх серии. Его производительность в 6 раз выше, чем у “старичка” Adreno 200. В 2013 году все больше устройств получат графические процессоры Adreno 305 и Adreno 320. Уже сейчас 320-ый установлен в Nexus 4 и китайскую версию Nokia Lumia 920T, по некоторым параметрам чип в 2 раза мощнее 225-го.

GeForce ULP (ultra-low power) – мобильная версия видео-чипа от nVIDIA, входит в состав системы-на-кристалле Tegra всех поколений. Одним из важнейших конкурентных преимуществ Tegra является специализированный контент, предназначенный только для устройств на основе этой SoC. У nVIDIA традиционно тесная связь с разработчиками игр, и их команда Content Development работает вместе с ними для того, чтобы оптимизировать игры для графических решений GeForce. Для доступа к таким играм nVIDIA даже запустила Android-приложение Tegra Zone, специализированный аналог Android Market, в котором можно скачать оптимизированные для Tegra приложения.

Производительность графических процессоров обычно измеряется по трем параметрам:

– количество треугольников в секунду обычно в миллионах – Мега (MTriangles/s);

– количество пикселей в секунду обычно в миллионах – Мега (MPixel/s);

– количество операций с плавающей точкой в секунду обычно в миллиардах – Гига (GFLOPS).

По “флопсам” требуется небольшое пояснение. FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – это количество вычислительных операций или инструкций, выполняемых над операндами с плавающей точкой (запятой) в секунду. Операнд с плавающей точкой – это нецелое число (корректней было бы сказать “с плавающей запятой”, ведь знаком, отделяющим целую часть числа от дробной в русском языке является именно запятая). Понять какой графический процессор установлен в твоем смартфоне поможет ctrl+F и таблица приведенная ниже. Обратите внимание на то, что GPU разных смартфонов работают на разной частоте. Что бы вычислить производительность в GFLOPS для конкретной модели необходимо число указанное в столбце “производительность в GFLOPS” разделить на 200 и умножить на частоту отдельно взятого GPU (например в Galaxy SIII GPU работает на частоте 533МГц значит 7,2 / 200 * 533 = 19,188):

* – данные приблизительные.

Приведу еще одну таблицу с абсолютными значениями производительности самых популярных смартфонов верхнего ценового диапозона:

* – неофициальные данные.

Мощность мобильной графики растет от года к году. Уже в этом году в топовых смартфонах мы можем увидеть игры уровня PS3/X-Box360. Одновременно с мощностью сильно растет энергопотребление SoC и неприлично снижается автономность мобильных устройств. Что ж, будем ждать прорыва в области производства источников питания!

Еще один пожиратель энергии в современном мобильном устройстве – это, безусловно, дисплей. Экраны в мобильных телефонах становятся все краше. Дисплеи смартфонов выпущенных с разницей всего лишь в год, разительно отличаются по качеству картинки. В следующей статье цикла я расскажу о дисплеях: каких типов они бывают, что такое PPI, от чего зависит энергопотребление и прочее.

Иногда возникает необходимость узнать, что за видеоускоритель встроен в гаджет с Андроид у пользователя. Для определения типа встроенной графики на мобильных устройствах (GPU) существуют несколько приложений, а также веб-ресурсы, подробно описывающие характеристики смартфонов и планшетов. Далее рассмотрим порядок использования всех перечисленных инструментов для получения нужной информации.

Диагностические утилиты для гаджетов

Полные данные о «железе» смартфона на Андроиде можно увидеть по результатам работы специальных небольших диагностических утилит, представленных в магазине Google Play. В списке представленных данных эти программы выдают и то, какой GPU интегрирован системную плату гаджета.

CPU-Z

Это одно из самых популярных приложений, выдающих исчерпывающую информацию о характеристиках любого гаджета. Оно хорошо известно пользователям стационарных компьютеров и лэптопов, а сейчас доступно и для Андроид-устройств. Опишем, как при помощи CPU-Z узнать, какой модели видеоускоритель используется в девайсе:

1. После инсталлирования и запуска утилиты откроется основное окно CPU-Z, программа проведет тестирование устройства.
2. Чтобы увидеть сведения о графическом чипе, прокрутите окно приложения до самого низа.
3. Нижние строчки содержат сведения о GPU. Указывается производитель чипа (Vendor), тактовая частота графического процессора (Clock Speed), процент его текущего использования (Load), а также основная для нас справка о модели интегрированной графики (Renderer).

Используя CPU-Z, при необходимости можно получить и любую дополнительную информацию о встроенных компонентах - модели и тактовой частоте процессора, количестве ядер, характеристиках дисплея, памяти, версии Андроид, типе и емкости батареи, всевозможных сенсорах устройства.

Это мобильное приложение также хорошо знакомо пользователям PC. Для Android оно доступно в магазине Google. Работать с AIDA64 тоже несложно:

1. После установки сразу открывается меню, из которого легко перейти в различные разделы с системными сведениями. Поскольку нас интересует информация о том, какой графический чип встроен в гаджет, нужно перейти в раздел «Отображение».
2. Здесь помимо характеристик дисплея находятся и все данные о GPU. Можно получить информацию не только о модели чипа, но и о текущей частоте видеопроцессора, диапазоне доступных ему частот, загрузке в настоящий момент и производителе.

AnTuTu Benchmark

Это популярнейшее приложение не только для получения справки о системных компонентах гаджета, но и для тестирования его реальной производительности. Чтобы узнать, используя AnTuTu Benchmark, что за видеоускоритель имеется в вашем устройстве на Андроиде, выполните следующее:

1. Установите, запустите утилиту и в нижней части дисплея кликните по пункту меню «Инфа».
2. В разделе основной информации напротив строчки «Графический CPU» будет указана модель чипа.

Более подробную информацию можно посмотреть, пролистав ниже это же окно до параграфа «Дисплей». Если же вас интересует реальная производительность вашего GPU и системы в целом, запустите тестирование гаджета с Андроид. После него можно будет сравнить полученные результаты с производительностью современных флагманов и ознакомиться с тем, на каком месте находится ваш гаджет на текущий момент.

Для пользователей, не желающих для получения информации о видеочипе устанавливать на гаджет дополнительные приложения, подойдет ручной поиск необходимых сведений по доступным базам. Одну из самых обширных по смартфонам, планшетам и другим мобильным девайсам можно найти по адресу http://4pda.ru/devdb/ .

Современные смартфоны и планшетные ПК просто-таки нельзя представить без графического ускорителя, который входит в состав однокристальной системы (system-on-a-chip). Сейчас графическое ядро требуется не только для запуска трехмерных игр, но и для прорисовки интерфейса операционной системы и воспроизведения видео сверхвысокого разрешения (4K).

Первопроходец Intel

В начале 2000-х мобильные телефоны и КПК обрабатывали графику в играх исключительно с помощью центрального процессора. При этом картинка в играх была предельно примитивной. Лед тронулся в 2006 году, когда компания Intel представила мобильное графическое ядро 2700G с производительностью на уровне игровой консоли Sony PlayStation One. Правда, операционные системы Windows Mobile и Symbian не смогли наполную раскрыть его потенциал.

Dell X50v – КПК с графическим ускорителем Intel 2700G

Мобильные графические ускорители стали эффективно использоваться лишь с выходом Apple iPhone и Android-смартфонов. Так, первое поколение iPhone строилось на базе процессора Samsung ARM 1176JZ(F)-S с графикой Mbx lite (от компании Imagination Technologies). Первым же графическим ядром для Android стало Adreno 130, о котором речь пойдет чуть ниже.

Qualcomm Adreno

В 2005 году компания Qualcomm, до этого занимавшаяся исключительно оборудованием для сотовых сетей, получила у ARM Limited лицензию на производство и, что важнее всего, модификацию процессоров архитектуры ARM. Несколько лет у нее ушло на разработку собственной архитектуры под названием Scorpion (набор инструкций ARMv7) и внедрение энергоэффективного графического ускорителя ATI Imageon.

В 2008 году в продажу поступил WindowsMobile-коммуникатор HTC Touch Diamond с процессором Qualcomm MSM7201A и графикой Adreno 130 (переименованная ATI Imageon). А вскоре мир увидел первый Android-смартфон – HTC Dream (операторское название T-Mobile G1) с точно такой же однокристальной системой. Окрыленная успехом на рынке Android, компания Qualcomm выкупила подразделение мобильной графики AMD.

Современная графика Qualcomm представлена как бюджетными моделями (Adreno 203, 205 и 305), так и настоящими 3D-монстрами (Adreno 320, 330 и 420). В отличие от родоначальницы Adreno 130, в которой применялась устаревшая конвейерная архитектура с фиксированными функциями блоков, современная графика Qualcomm строится на унифицированной шейдерной архитектуре. Исключением стала лишь Adreno 205 с VLIW-архитектурой.

NVIDIA GeForce ULP

Компания NVIDIA, многолетний лидер индустрии компьютерной графики, не могла долго оставаться в стороне быстрорастущего рынка мобильных гаджетов. И если первое поколение чипов NVIDIA Tegra нигде кроме медиаплеера Microsoft Zune HD не применялось, то второе поколение произвело настоящий фурор. Так, LG Optimus 2X на базе Tegra 2 стал первым в мире двухъядерным Android-смартфоном. Да и львиная доля модельного ряда Android-планшетов 2011 года строились именно на втором поколении Tegra. Мобильное графическое ядро Tegra 2 получило 8 ядер и громогласное имя GeForce ULP.

В третьем поколении однокристальных систем NVIDIA число ядер графики увеличилось до 12, а в четвертом – до 72 штук. Настоящим же откровением стал анонс чипа Tegra K1 с графикой аж на 192 ядра и, что важнее всего, взрослой архитектурой Kepler. Наконец-то появилась возможность сравнивать смартфонно-планшетную графику NVIDIA с ее же видеокартами для ПК. Если не делать поправку на невысокую частоту графического ядра и видеопамяти Tegra K1, то можно предположить, что она всего лишь вдвое медленнее ноутбучной NVIDIA GeForce 740M (384 ядра Kepler).

Imagination PowerVR

Несмотря на сильные рыночные позиции Qualcomm и авторитет NVIDIA, именно мобильная графика PowerVR от компании Imagination Technologies является самой распространенной в мире. По некоторым данным, ее доля достигает 50 процентов рынка. Впрочем, оно и не странно, ведь графику PowerVR применяют в своих однокристальных системах сразу несколько крупных производителей.

Так, графические ускорители PowerVR SGX 531 и SGX 544MP в своих ARM-процессорах использует компания MediaTek. Модель PowerVR SGX 545 вполне себе неплохо подружилась с процессорными ядрами х86 в чипах Intel Atom. Нельзя забывать и про портативную игровую консоль Sony PlayStation Vita с графикой PowerVR SGX 543MP4+.

Приоритетным же заказчиком для Imagination остается компания Apple. Именно ей Imagination предоставляет право первыми использовать свои новейшие разработки. Так было в 2011 году с PowerVR SGX 543MP2 с двумя кластерами ядер (для iPad 2 и iPhone 4S), точно также произошло в прошлом году с PowerVR G6430 с уже четырьмя кластерами (для iPad Air, iPad mini 2gen и iPhone 5S).

А ведь в арсенале Imagination имеется еще более мощная графика – PowerVR GX6650 с 192 ядрами, как у NVIDIA Tegra K1. Так почему же качество картинки в мобильных играх так медленно двигается вперед? Об этом мы тоже расскажем ниже.

ARM Mali

Британская компания ARM Limited, которая в 1980-х и придумала одноименную процессорную архитектуру, проектирует не только процессорные, но и графические ядра. А ее партнеры сами решают, лицензировать только первое, или еще и второе. Пробой пера для ARM Limited стала графика Mali 55, которая применялась в мобильном телефоне LG Renoir не столько для игр, сколько для плавности анимации меню.

Первым же полноценным ускорителем 3D-графики ARM Limited был Mali-200, которого со временем заменил мультикластерный Mali-400MP. Новым витком эволюции стала графика Mali-T604 (почти вдвое быстрее Mali-400MP), первым устройством на базе которой стал планшет Google Nexus 10.

Противостоять же графическим флагманам 2014 года – Adreno 420, Tegra K1 и PowerVR G6650 – будет ARM Mali-T760, способный построить до 1,4 млрд. треугольников в секунду. Кроме того, Mali-T760 поддерживает актуальные графические технологии OpenGL ES 3.0 и DirectX 11, а также параллельные вычисления OpenCL.

Сравнить несравнимое

Противопоставлять друг другу два мобильных графических ускорителя – дело неблагодарное. Меньше всего стоит доверять показателям бенчмарков, так как они выдают суммарную оценку процессора и интегрированной графики. Некоторые однокристальные системы содержат мощные процессорные ядра и при этом слабый графический ускоритель, тогда как в других наоборот перевешивает графика.

Лучший же способ сравнить два мобильных графических ядра – детально рассмотреть их архитектуру. В качестве примера возьмем три широко известные модели: Qualcomm Adreno 220 (из чипа Snapdragon S3), NVIDIA GeForce ULP (из Tegra 2) и Imagination PowerVR SGX 543MP2 (из Apple A5). Так, графика Adreno 220 содержит 8 унифицированных шейдеров, работающих по-умолчанию на частоте 266 МГц, а ее производительность оценивается в 17 GLOPS.

Конкурирующая же NVIDIA GeForce ULP версии Tegra 2 также имеет 8 шейдеров, но в отличие от Adreno они не унифицированные. Четыре шейдера являются пиксельными и еще четыре вертексными. Стандартная частота ядра GeForce ULP равняется 300 МГц. Пиковая производительность Tegra 2 составляет 5,6 GLOPS. Существенное отставание в производительности от Adreno 220 при в целом-то схожем количестве шейдеров вызвано меньшем количеством инструкций, обрабатываемых за такт.

Отдельно стоит поговорить про графику Imagination PowerVR SGX 543MP2, которую часто ошибочно называют «двухъядерной». На самом же деле, приставка MP2 в названии подразумевает наличие двух кластеров ядер. Каждый кластер у SGX 543MP2 содержит 4 пиксельных шейдера и 2 вертексных. То есть суммарное количество шейдеров у SGX 543MP2 равно 12 (8+4), начальная рабочая частота – 200 МГц, а быстродействие – 14,4 GFLOPS.

Унифицированная шейдерная архитектура является куда более современной, чем фиксированная. К примеру, современные видеокарты для ПК содержат большое количество унифицированных шейдеров (больше тысячи) и значительно меньше фиксированных (меньше сотни). Быстродействие же в играх зависит в первую очередь от того, на какую архитектуру ориентировался разработчик, то есть от оптимизации.

А еще от смартфона к смартфону может отличаться частота оперативной памяти, часть которой, как известно, одалживает интегрированная графика. Именно ОЗУ с низкой пропускной способность может стать узким горлышком графической подсистемы, что выльется в низкие оценки бенчмарка.

Похорошела ли графика в играх?

Если сравнивать мобильные игры пятилетний давности и современные, то разница в качестве картинки будет, как говорится, на лицо. Но если учитывать многократный прирост производительности ARM-процессоров и интегрированных в них графических ускорителей, то картинка явно похорошела недостаточно сильно.

Несколько лет назад дать толчок развитию графики в мобильных играх, якобы, пыталась компания NVIDIA. Так, зомби-шутер Dead Trigger на смартфонах и планшетах с чипом Tegra 3 работал с расширенными опциями графики: лучами света, тенями, металлическим блеском и дымкой. Правда, очень скоро выяснилось, что для всего этого мощная графика GeForce ULP вовсе не требуется, а достаточно с помощью root-прав отредактировать конфигурационный файл игры.

Среда разработки Unity

Впрочем, винить во всех бедах производителей ARM-чипов и, тем более, компании Google и Apple не стоит. Прогресс качества картинки тормозят в первую очередь разработчики игр. Продавая свои творения по доллару-два, они не готовы инвестировать сотни тысяч в разработку собственного графического движка. Луч надежды загорелся лишь с появлением кроссплатформенного движка Unity. Хочется верить, что уже в этом году появятся игры с по-настоящему красивой и реалистичной картинкой.

Вы частенько могли видеть в нас на сайте игры к которым идет несколько одинаковых апк файлов или кэш только для различных видеоускорителей, таких как: Mali, PowerVr, Tegra или Adreno. Но вы к сожалению не знаете что именно вам нужно скачать и начинаете устанавливать все подрать. В итоге вы получаете не работающую игру. Для того, чтобы избежать этого вам нужно определить какой видеоускоритель работает на вашем андроид устройте. В этом вам поможет архив устройств 4pda (прямая ссылка) и специальные приложения, которые мы разместили в статье:

CPU-Z (прямая ссылка) - удобное и популярное приложение, которое позволит вам определить модель процессора, количество ядер, мощность аккумулятора, модель видеоускорителя, разрешение экрана и много других характеристик устройства.

Droid Hardware Info (прямая ссылка) - показывает все подробные характеристики вашего гаджета, включая характеристики камер, аккумулятора, процессора и видеоускорителя, а также информацию про сенсор. Для того чтобы узнать модель своего видео вам нужно перейти во вкладку "System" и в разделе "Graphics" вы увидите подробные характеристики своего ускорителя.

System Info Droid (прямая ссылка) - вполне не плохая утилита для просмотра информации устройстве, пускай хоть ее интерфейс и выглядите немного устарелым, но с ее помощью можно узнать все необходимые характеристики. Вся основная информация поделена на несколько разделов:

Summary - общие данные о устройстве

System - системные данные

Processor - здесь расписана подробная информация о процессоре

Graphics processing unit - то что вы и ищете, здесь можно увидеть все характеристики видеоускорителя

Memory - информация о памяти

Display - все о дисплее

Camera - возможности и характеристика вашей камеры

Temperature - показатели датчиков температуры

Sensors - сенсоры

И ориентируетесь на их мощность, такая составляющая как графический процессор обязательно имеет значение. Прежде всего, это связано с тем, что от него зависит - насколько хорошо устройство справляется с отображением графики, воспроизводит видео и игры.

Как бы ни было, даже если вы не являетесь геймером, но хотите чтобы на экране была красочная картинка и графика отображалась плавно, стоит обратить пристальное внимание на видеоускоритель.

А мы рассмотрим, что он представляет собой и узнаем, является лучим на Андроид по итогам тестов этого года.

Видеоускоритель очень сильно влияет на производительность в играх

Что такое видеоускоритель?

Он используется на мобильных устройствах для обеспечения графики, цветов и текстур, облегчает работу основному процессору, в то время как тот занимается механикой игры или другими операциями.

Уточним, что если на персональных компьютерах и ноутбуках эти две составляющие чаще всего представляют собой отдельные детали, то в случае с мобильными устройствами они устанавливаются вместе. Поэтому при выборе гаджета стоит ориентироваться на связку основного и графического процессора, взвешивая возможности каждого из них.

Какие есть видеоускорители?

Их производством занимаются многие бренды, но самыми известными и востребованными, а также проверенными, являются Qualcomm и MediaTek, постоянно конкурирующие между собой. Какие ещё производители выпускают такие детали? Помимо них, разработкой комплектующих для графики занимаются Intel и Nvidia, но их модели не пользуются очень высоким спросом именно в мобильных устройствах из-за дороговизны и не такой хорошей приспособленности к другим составляющим смартфонов или планшетов. Поэтому они пока не попадают в высшие позиции рейтингов по чипам .

Продукция от Qualcomm обладает отличным качеством, а линейка Snapdragon поставляется в топовые гаджеты. Бренд MediaTek тоже не уступает конкуренту, но берёт не только качеством, а и доступной ценой, поставляя свои видеоускорители в большинство недорогих моделей, в том числе, Lenovo.

А теперь можно перейти к рассмотрению непосредственно рейтинга самых мощных графических адаптеров, которые были выпущены и поставлялись в планшеты или смартфоны в прошлом и текущем году.

Лучшие видеоускорители

На основе тестов бенчмарка AnTuTu, тройка лучших ускорителей на Андроид сейчас выглядит так:

• Qualcomm Snapdragon. Этот чип был представлен ещё в прошлом году и безоговорочно занял первую позицию по производительности. Он пришёл на смену процессору с индексом 810. Поставляется самый мощный видеоускоритель в такие модели, как Xiaomi Mi5, Sony Experia X, LG G5, так что если хотите получить высокую производительность в играх - выбирайте эти модели.
• Сразу же после него (если не упоминать чип от Apple, который устанавливается только в продукции этой марки) разместился Exynos 8890 с ускорителем Mali-T880MP. Сегодня он присутствует только в S7.
• Тройку лучших чипов закрывает процессор от той же компании Qualcomm Snapdragon 810, уже упоминавшийся в списке - он вытеснил нашумевший Kirin 950, который сначала был в топе, но сейчас показывает куда более скромные результаты в тестах.

• Exynos 7420.
• Qualcomm Snapdragon 805.
• Kirin 950.
• Qualcomm Snapdragon 808 и Snapdragon 652 - из всех моделей, где поставляется второй видеоускоритель, самой востребованной стала Samsung Galaxy A