Tegra 3 от Nvidia: король Android-игр?
По крайней мере, в течение следующих нескольких дней Tegra 3 станет флагманской системой-на-чипе (SoC) Nvidia для смартфонов и планшетов. Хотя производительность чипа уже не самая высокая, агрессивная команда по связям с разработчиками работает с разработчиками игр, чтобы оптимизировать их игры для оборудования Nvidia. В результате графический компонент Tegra 3 ULP GeForce и четырехъядерный процессор на базе Cortex-A9 продолжают обслуживать одни из самых красивых изображений, доступных в мобильных играх. Но остается ли преимущество Tegra 3 по-прежнему незыблемым спустя более года после его появления, или остальная часть индустрии догнала его?
Вооружившись смартфоном HTC One X+ на базе Android в качестве тестовой платформы, а также 12 играми, предположительно оптимизированными для Tegra, мы провели некоторое качественное игровое время, чтобы выяснить это.
Давайте проясним, что мы на самом деле измеряем. Сегодняшние усилия не направлены на сравнение частоты кадров Tegra 3 или построение общих обобщений об играх на Android. Вместо этого мы проводим визуальное сравнение, чтобы увидеть, являются ли оптимизации, сделанные для Tegra 3, значительными, и не оказывают ли они какого-либо негативного влияния на играбельность.
Прежде чем мы приступим к тестированию, давайте поговорим о том, чем Tegra ULP GeForce отличается от других мобильных графических процессоров.
Tegra против PowerVR, Mali и Adreno
Tegra 3 сильно отличается от других SoC с точки зрения работы графического процессора. ULP GeForce от Nvidia — это более сложная версия того, что было раньше в Tegra 2, использующее 12 пиксельных шейдеров вместо четырех и работающее на частоте до 520 МГц по сравнению с максимальной частотой 400 МГц.
Современные мобильные графические процессоры используют два основных типа операций рендеринга: рендеринг в немедленном режиме (IMR) и рендеринг на основе фрагментов (TBR).
Tegra от Nvidia работает с использованием IMR, который уже более десяти лет является стандартом для графических процессоров для ПК (последним графическим процессором для настольных ПК, использующим рендеринг на основе тайлов, был PowerVR Kyro II от STMicroelectronics еще в 2001 году). При рендеринге в непосредственном режиме полигоны получаются, модифицируются, текстурируются, отображаются, а определенные зоны просчитываются несколько раз. В мобильном мире это обычно считалось бы расточительным. Но Nvidia предлагает достаточно быстрое графическое оборудование, чтобы справиться с этим.
я
Чипсеты PowerVR компании magination Technologies являются типичным примером отложенного рендеринга на основе плиток. TBR включает в себя разделение каждого кадра на небольшие секции, называемые тайлами (справа). Рендеринг каждого тайла выполняется отдельно, и только видимые пиксели в каждом из них отправляются по конвейеру рендеринга. Любой пиксель, не видимый в кадре, не визуализируется (следовательно, откладывается), например, те, которые составляют часть автомобиля, скрытую за деревом (ниже).
Разбиение каждого кадра на отдельно визуализируемые фрагменты обеспечивает довольно линейную масштабируемость PowerVR, поскольку увеличение числа ядер графического процессора увеличивает производительность графического процессора. Исключение невидимых областей из вычислений также снижает необходимую пропускную способность, что является очень важным преимуществом в мобильном мире. В то время как технология PowerVR от Imagination Technologies используется в SoC от Intel (Medfield), Samsung (Hummingbird) и Texas Instruments (OMAP), в первую очередь это графическая сила почтенной линейки устройств Apple на базе iOS (Ax).
Графические процессоры ARM и Qualcomm используют комбинацию двух основных режимов рендеринга. Mali от ARM использует гибрид, известный как рендеринг в непосредственном режиме на основе плиток (TBIMR). Между тем, Qualcomm использует гибридный режим другого типа в Andreno 320, который может отображать либо в TBR, либо в IMR. Наиболее заметным использованием Mali является Exynos от Samsung, в то время как Adreno является эксклюзивным для собственных SoC Qualcomm Snapdragon.
Хотя у каждого типа рендеринга есть свои плюсы и минусы, достаточно сказать, что выбор Nvidia последователен. По иронии судьбы, Nvidia использует одно из ограничений PowerVR. Поскольку многие игры предназначены для устройств на базе iOS с графическими процессорами PowerVR, их геометрия ограничена. Таким образом, просто удвоив количество блоков пиксельных шейдеров в Tegra 3, Nvidia позволяет разработчикам добавлять дополнительные эффекты в существующие игры. Известно, что компания использует свои тесные отношения с разработчиками видеоигр для ПК, и теперь она делает то же самое с создателями мобильных игр.
Чтобы было ясно, у Nvidia в настоящее время нет самого быстрого мобильного графического процессора на рынке. ARM, Imagination Technologies и Qualcomm имеют более быстрые двигатели. Одна из причин этого заключается просто в том, что Tegra 3 существует уже больше года, и мы вот-вот увидим ее преемницу на выставке CES. Во-вторых, Nvidia просто не в том же положении, что и Samsung или, в меньшей степени, Apple. Например, создание A5X SoC в iPad третьего поколения потребовало от Apple удвоить количество ядер графического процессора в своем A5, перейдя с графического процессора MP2 на MP4. Кроме того, Nvidia приходится беспокоиться о продаже своих чипов производителям устройств, тогда как Apple и Samsung являются производителями.
Тем не менее, компания по-прежнему пользуется большим успехом, демонстрируя различные устройства и форм-факторы, такие как HTC One X+, Microsoft Surface, Lenovo IdeaPad Yoga 11 и даже электрический седан Tesla Model S. Итак, как же выглядят оптимизированные игры и как с ними справляется Tegra 3?
