智好手机的散热困局
每一年,智好手机的性能提升,险些都源于高通、联发科和三星等芯片厂商旗下SoC的迭代升级。
比如2022年旗舰机将要搭载的新骁龙8、天玑9000和Exynos 2200,性能较之上代骁龙888、天玑1200和Exynos 2100就都有了大幅提升,安兔兔跑分可以跨过百万分门槛。但在现实中,手机跑分成绩的提升和游戏体验的改进并不对等。
缘故原由也很大略,如今智好手机都在追求轻薄和好手感,有限的内部空间便是散热设计的天然瓶颈。想要将机器做轻,散热系统的重量就会受到限定,而想要将机器做薄,散热系统的空间又会受到挤压。
除了红魔和拯救者这类专业的游戏手性能塞进迷你涡轮风扇,其他手机只能依赖优化主板布局,增加石墨、铜箔、热管、VC均热板的面积来提升散热效率。
近期能在散热设计玩出花样的,则是主打“高导热稀土合金散热材料”的iQOO Neo5S,该产品首次在手机的散热系统中加入镧 (La)、铈 ( Ce)等稀土元素,通过从原子层面对金属材料的优化,使得材料的导热性能能够达到原来的200%。
问题来了,当手机持续处于高负载的事情环境时,温度是会不断累加的。在无法将热量快速排出机身的情形下(或利用散热背夹),散热面积越大可以堆积的热量越多,实质上也只能延缓触发温度阈值(可理解为“温控墙”)的韶光而已。
换句话说,散热再好的无风扇手机,也无法永劫光让芯片满血运行,在数十秒到数分钟的韶光内,积累的高温便会触发系统的降频机制,从而降落芯片的发热量,防止手机机身表面的温度不会永劫光超过行业标准的48℃上限。
要命的是,游戏恰好便是智好手机领域负载最大的运用环境,特殊是《原神》级别的大作,哪怕是红魔和拯救者这种内置风扇的游戏手机也会觉得亚历山大,永劫光游戏时依旧存在风扇排出的热量赶不上散热系统仍在不断堆积温度的情形。何况加装风扇还会导致机身更加厚重,风扇存在高功耗、高噪音的问题,长期利用还会堆积灰尘,影响手机的气密性,防水能力更差等“后遗症”。
在风扇难以成为智好手机标配的情形下,又该如何改进游戏体验?
驾驭旗舰级SoC的三种方法
游戏体验与实际运行帧数强干系,帧数越高体验上就越稳定越流畅。想提升帧数,最大略粗暴的方法便是让SoC(处理器)放开了跑,但此时又会特殊随意马虎撞上前文提到的“温控墙”从而触发降频机制,结果便是帧数断崖式的降落,卡顿感也便是以而生。
本图来自极客湾
面对新骁龙8这种旗舰级SoC,手机厂商普遍采纳的方法普遍便是降频、锁帧和降画质。当然,处于白名单之中的安兔兔等跑分APP除外。
由于跑分APP运行的韶光不长(多为5分钟内),满血运行时撑一撑也就过去了,更高的跑分成绩也有利于宣扬。但是,真实的游戏玩起来普遍便是30分钟起步,不少重度玩家能从满电一贯玩到没电。在这种永劫光的高负载环境下,就须要用上前面提到的3种方法了。
方法一:降频
降频包含主动降频和被动降频。被动降频便是温度过高触发了降频机制,很随意马虎引起帧数上的颠簸。主动降频也很好理解,像《王者光彩》完备不须要高端SoC满血运行,只需60%的频率就能流畅,何必火力全开呢。
《王者光彩》一类游戏的负载相对较低,绝大多数旗舰手机都能永劫光满帧运行
方法二:锁帧
锁帧同样分为主动锁帧和被动锁帧。很多中低端手机玩《合平精英》最高只能调到30FPS模式,这便是针对硬件性能制订的主动锁帧,防止调高了跑不到还发热费电。被动锁帧和被动降频实在是关联的,当SoC触发温控墙后,不仅频率会低落一个档位,游戏帧数也会随之下调一个档位,比如《原神》刚玩时默认60FPS,发热降频后会锁定在45FPS上,除非温度降落否则最高也便是45FPS高下浮动了。
方法三:降画质
降画质是一种不太友好的办法。还是以《原神》为例,很多手机厂商为了提升实际帧率,会偷摸下调游戏实际运行的分辨率。在最高画质下明明该当是720P,但实际渲染的分辨率却仅有650P,由于降落了渲染负载,以是自然可以跑出更高的帧数,温度和功耗也随之降落。一样平常来说,除非用户自行在设置中手动调低画质和分辨率,这种偷摸的降画质自然会引起玩家的抵触。
降画质虽然不明显,除非是玩家手动选择,否则生理上总有些过不去
游戏稳帧技能参上
目前主流手机厂商都将游戏体验提升到了计策高度,并给出了各自的或硬(加装风扇、改进散热设计等)或软(系统优化)抑或软硬结合的优化方案,在高端机型上也都有类似“游戏稳帧”的技能。以小米12 Pro主打的“动态性能调度技能”为例,它就能在游戏等待时低频率运转,节省功耗;对线时中频率输出,为大场面保存体力;团战时性能爆发,稳稳捉住战机。同时,毫秒级动态相应收放自若,既担保了游戏的完美体验,又可以有效降落功耗。
而一加10 Pro等OPPO系手机主打的HyperBoost全链路游戏稳帧技能和其他厂商的方案都不太一样,效果也是极为出众的。
大略来说,HyperBoost全链路游戏稳帧实在便是GPA极限稳帧、图形异构和O-Sync超频相应三项子技能的合集。
GPA极限稳帧技能
大家可以先自问一个问题:在游戏的过程中,究竟是更高的均匀帧速主要,还是减少或肃清帧速的大幅颠簸更主要?
相信绝大多数用户的选择都是后者,一加也是。GPA稳帧技能的实质也是限频,但它的中枢却是一加自研的AI内核,除了游戏开拓商供应的场景信息外,还会随时抓取当前游戏的实时画面、后台进程、负载情形、温度和功耗等一系列成分,利用这些信息对接下来的帧率和温度进行预测,从而打算出一个当前最佳的频率点,既能建立一条稳稳的帧率曲线,也不会导致过多的资源摧残浪费蹂躏。AI的参与可减轻人工适配的压力,还能针对单一用户进行个性化调教,未来有望做到千人千面。
以《王者光彩》为例,在关闭极限稳帧时,可能均匀帧数高达89FPS,偶尔的帧率颠簸在5FPS以内。开启极限稳帧后,均匀帧数可能会降到88FPS,但却能将帧率颠簸掌握到2FPS以内,游戏负载越高,帧率颠簸越轻微,杜绝帧数的断崖式低落,感官上游戏运行得越平稳。
图形异构技能
游戏画面的天生,实在便是GPU按照CPU的指令进行画图和渲染的过程。问题是,无论高通还是联发科,都不会公布CPU和GPU之间沟通指令的详细内容,对手机厂商而言这些内容就属于“黑箱”,因此无法实现硬件底层的优化。
在过去,华为主打的GPU Turbo属于一种基于硬件底层的优化技能,由于华为手机搭载的是自家的海思麒麟芯片,CPU和GPU之间的沟通指令全程可见。一加10 Pro主打的图形异构技能,便是通过某种办法破解了“黑箱”里的内容,知道哪条指令渲染的是UI、哪条指令是英雄、哪条是技能动效、哪条是草木。
通过风雅化拆解,区分渲染的优先级,精准找出可能导致卡顿的成分并优先分配硬件资源渲染,同时合并重复的指令,删除无效的指令,进而使GPU打算效率提升36%,单局游戏功耗降落5%,也使一加成为了第二个能对芯片指令动手术的国产手机品牌。
O-Sync超频相应技能
在游戏的过程中,很多卡顿感实在并非锁帧和降频引起的,而是屏幕触控相应延迟导致的操控不跟手,总觉得从点击游戏画面到游戏给出反馈慢了半拍。究其缘故原由,是通过垂直同步渲染的游戏画面每帧都要等16.7ms再去合成,然后还需等16.7ms才能给屏幕进行刷新,其初衷是为了防止画面撕裂,但代价便是碰着繁芜渲染画面超过了16.7ms就会产生延时,游戏过程中给玩家的觉得便是不跟手。
本图来自ZEALER
以一加10 Pro为例,它支持的O-Sync超频相应技能,便是冲破了各个环节交卸的固定频率,重构了Android系统的渲染和显示机制,还在LTPO 2.0屏幕的根本上定制了屏幕驱动IC,在系统底层融入了自研的低延迟算法,比较其他手机开镜更快、瞄得更准、打得更稳。据悉,O-Sync超频相应技能可以将游戏中屏幕与处理器之间的同步频率提升至3倍,从游戏渲染到显示输出阶段的延迟降落了30ms,极大提升游戏触控的跟手性。
总之,GPA极限稳帧、图形异构和O-Sync超频相应相辅相成,它们共同构建了OPPO系手机特有的HyperBoost全链路游戏稳帧技能。可以预见,这种软硬结合的优化方案较之纯挚在散热设计上堆料更易推广,如果类似技能能在其他Android手机上遍及,手机行业的游戏体验一定会迎来新拐点。