Die CPU reicht nicht aus? Warum werden Android-Flaggschiffe beim Spielen so heiß?
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Die Erwärmung des Mobiltelefons bereitet definitiv Kopfschmerzen. Bei täglicher Nutzung und langen Gesprächszeiten erwärmt sich das Telefon. Noch ärgerlicher ist, dass beim Spielen großer Handyspiele nicht der Spielspaß, sondern die sengende Hitze des Telefons Angst macht. Da Mobiltelefone immer beliebter werden, haben verschiedene Mobiltelefonhersteller große Anstrengungen unternommen, um das Problem der Erwärmung von Mobiltelefonen zu verringern. Hersteller, die Wert auf Kosteneffizienz legen, haben sogar High-End-Komponenten in Low-End-Mobiltelefone eingebaut. Bessere Komponenten bedeuten einen geringeren Stromverbrauch. Phänomene wie Fieber durch langes Spielen und Fieber durch das Spielen von Handyspielen gehören der Vergangenheit an, was das Benutzererlebnis mit dem Handy deutlich verbessert. Warum Android-Telefone zu Handwärmern geworden sind Es gibt mehrere Hauptgründe, warum sich Mobiltelefone erhitzen. Es gibt zwei Gründe, warum sich das Telefon während eines Anrufs erwärmt: 1. Während eines Anrufs wird viel Strom verbraucht und der Entladestrom des Akkus ist viel höher als im Standby-Modus, sodass der Akku eine gewisse Wärme erzeugt. 2. Die Komponente, die im Handychip die Wärme ableitet: der Leistungsverstärker. Der Leistungsverstärkerchip, der für den Empfang und die Übertragung von Signalen zuständig ist, arbeitet während eines Telefongesprächs mit voller Geschwindigkeit, sodass die freigesetzte Wärme viel größer ist als im Standby-Modus. Nach einem langen Anruf staut sich die Wärme von Akku und Verstärker. Wenn die Wärme nicht rechtzeitig abgeleitet wird, steigt die Temperatur des Telefons. Sofern keine besonderen Teile heiß werden und auch sonst keine Störungen am Telefon vorliegen, ist es normal, dass sich das Telefon nach einem Telefonat von mehr als 20 Minuten erwärmt. Das Spielen von Spielen hat zwei Aspekte. Dies ist zum einen die Wärme, die durch die Entladung des Akkus entsteht, und zum anderen die Wärme, die durch die vielen Berechnungen der CPU und GPU beim Spielen entsteht. Im traditionellen Sinne sind Leistung und Stromverbrauch immer proportional, weshalb der leistungsstärkere PC-Host mit einer Wasserkühlung oder einem noch stärkeren Kühlsystem ausgestattet sein muss. Viele Verbraucher werden daher sagen, dass die Ausstattung ihrer Mobiltelefone erstklassig und erstklassig ist. Warum kommt es dann trotzdem zu Erwärmungserscheinungen? Habe ich ein gefälschtes Telefon gekauft? Nach dem Ihnen allen bekannten Ausschlussverfahren sollte eine GPU der Spitzenklasse beim Ausführen eines Spiels nicht so viel Wärme erzeugen. Theoretisch wäre das mehr als ausreichend, aber tatsächlich ist die Temperatur so hoch. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Hauptgrund für die schlechte Leistung von Android-Telefonen bei der Ausführung großer Spiele nicht die GPU ist. Zumindest bei High-End-Handychips ist die GPU-Leistung nicht der Engpass. Der Übeltäter ist sein schwacher Teamkollege, die CPU. Der Herausgeber hat ihn nicht zu Unrecht beschuldigt. Beim 3D-Rendering war die CPU überlastet und konnte damit nicht umgehen. Die CPU musste lange laufen, was zu einem Anstieg der Telefontemperatur führte. An diesem Punkt sind Sie vielleicht ein wenig verwirrt, warum Sie damit nicht umgehen können? Meine CPU-Leistung ist erstklassig! Dann müssen wir OpenGL erwähnen, den Übeltäter für die hohe CPU-Auslastung. Es handelt sich um eine professionelle Grafikprogrammierschnittstelle, die eine programmiersprachen- und plattformübergreifende Programmierschnittstellenspezifikation definiert. Es wird für zwei- und dreidimensionale Bilder verwendet und ist eine leistungsstarke und einfach aufzurufende Low-Level-Grafikbibliothek. Die Art der Codierung sollte einfach sein. CPU und GPU sind wie zwei Wassertanks, und OPEN GL ist die Versorgungsleitung in der Mitte. Der Grund für die Ineffektivität dieser Röhre liegt nicht darin, dass ihr den ganzen Tag J-26 spielt, sondern darin, dass dieser Standard seit über 20 Jahren bei Mobiltelefonen verwendet wird. Der Industriestandard wurde 1992 eingeführt, als Mobiltelefone noch in den Kinderschuhen steckten. Angesichts der rasanten Entwicklung der Leistungsfähigkeit von Mobiltelefonprozessoren kam es jedoch sowohl bei Benutzern als auch bei Herstellern zu Beschwerden und Kritik. Schließlich konnte die offizielle Organisation von Open GL dem Druck nicht standhalten und Khronos brachte im März 2015 die API-Spezifikation der nächsten Generation, Vulkan, auf den Markt. Sie übernahm ein neues plattformübergreifendes Design, aber das Überraschendste war, dass sie den Overhead der Zeichenbefehle erheblich reduzierte, die Multithread-Leistung verbesserte und die Rendering-Leistung beschleunigte. Vulkan ist außerdem eine plattformübergreifende Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) für 2D- und 3D-Grafiken, die erstmals von der Khronos-Organisation auf der Game Developers Conference (GDC) 2015 angekündigt wurde. Wie OpenGL wird es von der Khronos Group entwickelt. Es handelt sich um den Nachfolger von AMD Mantle und übernimmt dessen leistungsstarke Architektur mit geringem Overhead, sodass Softwareentwickler die Leistung, Effizienz und Fähigkeiten von Radeon-GPUs und Multi-Core-CPUs voll ausschöpfen können. Vulkan unterstützt Betriebssysteme wie Linux, Windows XP bis Windows 10, Android usw. Vulkan kann auch mehr GPUs unterstützen, darunter Desktop-GPUs und mobile GPUs wie AMD, NVIDIA, Adreno, PowerVR, Mali usw. Das sind großartige Neuigkeiten für Mobiltelefonhersteller und -nutzer. Die folgende Abbildung erklärt den Unterschied zwischen OpenGL/OpenGL ES und Vulkan. Der OpenGL-Treiber ist eine riesige Schnittstellenschicht. Anwendungen greifen nicht direkt auf GPU-Ressourcen zu, sondern müssen gemäß der OpenGL-Schnittstellenmethode darauf zugreifen, was viele Probleme mit sich bringt: 1 Komplexe Treiber führen zu übermäßigem CPU-Overhead und bringen viel Unvorhersehbarkeit in den Gerätebetrieb. Dies bedeutet, dass die Anwendung die Kosten eines bestimmten Schnittstellenaufrufs nicht vorhersagen und die Codeausführung nicht optimieren kann. 2. Der Treiber aktiviert immer die Fehlererkennung, was zusätzlichen CPU-Overhead mit sich bringt. Wenn die Anwendung ihre eigene Fehlerprüfung durchführt, muss der Treiber dies nicht erneut tun. 3. Der Treiber muss den gesamten Shader-Code neu kompilieren und verknüpfen, was beim Starten der Anwendung mehr Initialisierungszeit in Anspruch nimmt. ④Desktop-Systeme und mobile Systeme verwenden unterschiedliche API-Schnittstellen. OpenGL ES wird häufig auf Mobilgeräten verwendet, auf Desktop-Systemen wird jedoch immer noch OpenGL verwendet, was die einfache Entwicklung plattformübergreifender Anwendungen erschwert. Einer der Zwecke von Vulkan besteht darin, die Mängel von OpenGL-Treibern zu vermeiden. Im Vergleich dazu hat Vulkan: 1 Eine einfachere Treiberstruktur, was zu weniger Overhead und besserer Gerätekonsistenz führt. 2. Stellen Sie eine mehrschichtige Architektur bereit, sodass bei Bedarf Informationen zur Richtigkeitsüberprüfung und zum Debuggen während der Treiberausführung geladen werden können. Bei gut validierten Anwendungen können wir den Aufwand für die Fehlererkennung und das Debuggen der Codeausführung einsparen. 3. Die Vulkan-Laufzeit muss nicht die gesamte Zeichenfolge des Shader-Codes verarbeiten, sondern verarbeitet stattdessen den SPIR-V-Zwischencode. Dadurch wird die Kompilierungs- und Verknüpfungszeit der Shader erheblich verkürzt. ④ Stellen Sie eine einheitliche API für mobile Plattformen, Desktopsysteme und eingebettete Geräte bereit. Vulkan ist nicht für die Speicherverwaltung, die Multithread-Verwaltung und den Schutz vor gleichzeitigem Zugriff verantwortlich. Diese Aufgaben werden an die Anwendung übertragen, und Vulkan muss sich nur auf die Bereitstellung von Diensten für die GPU konzentrieren, wodurch eine effizientere Verarbeitungsgeschwindigkeit erreicht wird. Vulkan unterstützt eine umfassende Hardwaresteuerung und sorgt so für schnellere Leistung und höhere Bildqualität unter Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 und Linux. Die Vulkan-API bietet außerdem eine extrem hohe Betriebssystemkompatibilität, Rendering-Eigenschaften und Hardwareeffizienz. Es bietet nicht nur den Herstellern von Computerchips eine große Bühne, sondern auch den Herstellern von Handychips. Apple Metal ist ein effizientes Framework für die GPU-Programmierung auf iPhone und iPad. Der Name Metal rührt daher, dass dieses Grafik-Framework tatsächlich sehr Low-Level ist – so Low-Level, dass es Metallplatten (Metal) sehr nahe kommt. Zumindest kann es in Sachen Grafik einen Schritt weiter gehen und einen direkteren Zugriff auf die zugrunde liegende Hardware unterstützen. Dies liegt daran, dass der Overhead der auf Mobiltelefonchips ausgeführten OpenGL- oder iOS-Grafikbibliotheken immer zu hoch ist, was die Wärmeableitung erschwert, sodass ein direkterer Zugriff ermöglicht werden muss. Das Framework ist für zwei Hauptzwecke konzipiert: 3D-Grafik-Rendering und paralleles Rechnen. Dies sind auch die beiden am häufigsten vorkommenden Dinge in Grafiken. Sie basieren beide auf speziellen Codes, um parallele Berechnungen großer Datenmengen auf der GPU durchzuführen. Metal kann den Ressourcenaufwand im Vergleich zu OpenGL ES erheblich reduzieren. Wenn Sie OpenGL zum Erstellen eines Puffers oder einer Textur verwenden, wird häufig eine Kopie erstellt, für den Fall, dass die GPU während der Verwendung dieser Daten andere Zugriffe hat. Wenn Sie große Ressourcen wie Puffer oder Texturen kopieren und gleichzeitig die Datensicherheit gewährleisten möchten, ist der daraus resultierende Verbrauch vorstellbar. Wenn Sie sich Metal ansehen, werden Sie feststellen, dass die Verarbeitungsmethode einfacher ist und Entwickler diese Daten synchron zwischen CPU und GPU verwenden können. Aus diesem Grund bietet Apple auch eine bessere Schnittstelle an, um diese Art des synchronen Zugriffs zu erleichtern: Grand Central Dispatch (GCD-Technologie). Dies kann jedoch auch mit Metall erreicht werden. Die sogenannte Advanced Engine kann Ressourcen, die geladen oder entfernt werden müssen, effizient rendern, ohne Kopien zu erstellen. Natürlich sind die meisten Spieleentwickler möglicherweise nicht an komplexen Grafikschnittstellen interessiert, aber viele Mainstream-Engines bevorzugen mittlerweile Metal, und Entwickler profitieren davon, dass sie während der Entwicklung keine eigenen APIs erstellen müssen. Darüber hinaus wird das Aufkommen von Metal den Spiele-Enthusiasten ermöglichen, noch beeindruckendere Grafiken für Spiele zu erstellen und deren Ablauf reibungsloser zu gestalten, was für sie zweifellos einen großen Vorteil darstellt. Abschluss Vielleicht scheint uns das Wissen über grafische Benutzeroberflächen noch weit entfernt, aber es ist ganz real um uns herum vorhanden. Heutzutage sind immer mehr Grafikschnittstellenlösungen verfügbar. Wenn jeder Hersteller seine eigene API auf Hardwareebene entwickelt, wird dies den Entwicklern nur Probleme bereiten. Was die grafische Oberfläche betrifft, wäre es am besten, wenn sie einheitlich aktualisiert würde. Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018. |
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