在过去的几天中，我对几款出色的性能测试、跑分软件进行了深入地体验。它们分别是 Futuremark公司的3D Mark以及Kishonti公司的GL Benchmark和DX Benchmark。值得一提的是，这些跑分软件都将出现在Android、iOS、Windows RT以及Windows 8这四个平台上，也就是说，过去，我们很难把手机的性能表现和电脑进行比较，现在，我们终于有一个统一的标准来对不同平台的硬件设备进行对比测试了。
不管是智能手机、平板电脑还是笔记本电脑、台式一体机，计算机的世界正在沿着一条“聚合”的道路突飞猛进地发展，而像Futuremark 3D Mark、GL Benchmark、DX Benchmark这样的跨平台跑分软件的出现，正好可以帮助我们了解这种“聚合”如今发展到了什么程度。手机在便携的同时，运算性能和图形处理能力突飞 猛进，但它们真的可以充当一部小型的迷你电脑了吗？笔记本电脑在便携性和性能上更加均衡，但它们的处理器功耗可以降至智能手机、平板电脑那样的水平吗？这 些问题，我们或许将在以上的三款跨平台性能测试软件中找到一些答案。 因此，今天我们不会再像从前那样，把不同的智能手机拿出来进行跑分比 较，也不会在不同的平板电脑之间进行对比测试。有了Futuremark 3D Mark、GL Benchmark、DX Benchmark这些跨平台性能测试软件的帮助，我们希望更加大胆一点，更加充满想象力一些——我们将试图揭秘现在的智能手机和电脑相比，究竟处于一个 什么样的水平。 在CPU处理器这个层面，其实不需要经过太多的实际测试我们也可以得出一个大概的结论。在2008年的时候，我（Anand Lal Shimpi）曾经通过一系列的对比和调研得出过这样的结论，那就是英特尔的1.6GHz单核凌动（Atom）移动处理器的性能表现相当于2003年英特 尔推出的迅驰笔记本电脑处理器中的1.2GHz的奔腾（Pentium）M的级别，换句话说，2008年一部搭载英特尔Atom凌动处理器的移动设备的性 能相当于2003年一部搭载英特尔迅驰处理器的中低端笔记本电脑。如果工作频率更高或是采用了双核的设计，或许它还可以抵得上2004年的笔记本电脑。鉴 于大部分基于ARM架构的移动处理器表现都会比英特尔凌动移动处理器稍微逊色一些，因此，我们可以预估出，现在的智能手机和平板电脑的处理器的平均性能， 和2003年至2005年的笔记本电脑差不多是一致的。 实话说这已经非常不错了。那么在图形处理能力方面，和电脑相比，移动产品的表现又是怎样的呢？这才是我们今天对比测试的重点。 选择电脑显卡： 为 了寻找最终的答案，我必须搭建出一套靠谱的测试平台，为此，我把压箱底的那些过时的电脑显卡和其他电脑硬件又都翻出来了。首先我需要一套支持PCIe的硬 件设备，以便于让整个架构测试起来更为方便。其次，我还需要若干块支持DirectX 9标准的显卡，因此，那些早于2004年的产品被自动从我的选择清单上清理出来了，这也让我对于电脑显卡的选择范围锁定在了2004年至2007年之间。 要知道我并不会把过去所有测试过的产品都保留下来，但是对于那些我认为或许可以在将来的工作中再次用到的东西，我都把它们收藏了起来。不过，谁又能想到当它们又一次地派上用场时，竟然是要和手机的图形处理器进行对决。 最 终，我选择了过去的五款电脑显卡来和现在的智能手机进行对比测试，它们都是来自NVIDIA GeForce家族的产品，问世时间横跨2004年至2007年。这五款显卡分别是：NVIDIA GeForce 8500GT（2007年）、NVIDIA GeForce 7900GTX（2006年）、NVIDIA GeForce 7900GS（2006年）、NVIDIA GeForce 7800 GT（2005年）以及NVIDIA GeForce 6600（2004年）。
我 原本希望GeForce 6600 GT也可以加入到本次的跨界对比测试中，无奈的是，所有适合本次测试环境的PCIe 6600 GT显卡都被我处理掉了，唯一的一块AGP 6600 GT又不太合适，因为它毕竟和另一边的微软Surface Pro不在同一个水平上，而且差距太大。所以，最终我还是不得已选择了一块低配版的GeForce 6600 Vanilla显卡。这块显卡由于采用了最早的第一代DDR显存，加上核心工作频率及带宽都有缩水，因此在性能上有非常大的损失。基础版的GeForce 6600的核心频率只有300MHz，和GT版的500MHz的工作频率相比，缩水了40%。 不过一个非常有趣的事情是，基础版的 GeForce 6600的性能表现和同级别竞争对手ATI Radeon 9700 Pro非常相似，ATI Radeon 9700 Pro的顶点渲染管线比NVIDIA GeForce 6600多了一个，而325MHz的核心工作频率也比GeForce 6600的300MHz高出来一些。我们之所以没有选择ATI Radeon 9700 Pro是因为它具备更高的带宽，而这次的跨平台跑分测试在带宽这个指标上又有着严格的限制，我们不想让无止境的带宽堆叠来干扰我们的视线。
选 择NVIDIA GeForce 7800GT、GeForce 7900GS以及GeForce 7900GTX进入本次的跨界对比清单，是因为我们想展现一下单纯地增加渲染处理单元和显存带宽对于显卡性能的影响。这三款显卡和NVIDIA GeForce 6600相比，其实是没有本质上的进化的，设计者并未对它们进行什么革命性的改进，它们比GeForce 6600性能更强，纯粹是因为个别硬件参数的提升。 而NVIDIA GeForce 7800 GT的入选，也直接导致GeForce 6800 Ultra没有进入最终的对比测试中来，因为前者的性能提升非常显著，而价格却更为公道一些。综合性价比因素考虑，回到2004年、2005年的时 候，NVIDIA GeForce 7800 GT这款显卡比GeForce 6800 Ultra更值得拥有，在这场跨界对比测试中，也更加值得重视。 NVIDIA GeForce 8500 GT是本次对比测试入选的电脑显卡中唯一的一个NVIDIA G8x架构家族成员。从NVIDIA G80架构开始，NVIDIA G8x架构家族更加专注于像素渲染和顶点渲染硬件。进入G8x架构时代，NVIDIA开始将像素渲染单元顶点渲染单元有效地整合成为一体，可以同时处理像 素渲染任务和顶点渲染任务，这和NVIDIA现在的Tegra高端移动处理器的做法很像。尽管在大多数游戏中，NVIDIA GeForce 8500 GT得表现并不比GeForce 7900 GTX好到哪里去，但是毕竟其设计架构和自己的移动处理器趋于统一，比G7x架构家族更接近现在的设计工艺，所以在我们的这次电脑、手机平板跨界对比中， 这款产品还是有必要拿出来看一看的。 你也许会一下子就发现，在我们这次选择的五款电脑显卡中，竟然没有一款ATI的产品，是不是多少有些奇 怪？我真的很努力地去尝试将它们当中的一款加进来，可惜都失败了。我先是瞄准了ATI Radeon X800和Radeon X1650 Pro，可是它们竟然连3D Mark的第一关图形测试都过不去，在DX Benchmark上的T-Rex HD测试也没法完整地进行下去。或许是这两块显卡在硬件驱动程序上存在一些问题。还有就是，我找不到一台基于AMD芯片组的便携式移动终端设备。最接近的 就是AMD Brazos E-350处理器了，这款处理器采用了AMD的40纳米制程的APU，集成了双核Bobcat CPU和Radeon HD 6310的图形处理器，但是它并没有出现在任何一款的平板电脑上。 选择配套的CPU处理器： 我 很高兴我能够把这些压箱底的老款电脑显卡拿出来重新利用，至少我把储物箱又腾出了一些空间来。不过还未高兴太久，问题就来了，那就是，我要为这些显卡配什 么样的CPU处理器才能满足这次跨界对比测试的需求呢？为它们搭配过于强大的CPU，将会无形中连带增强这些显卡的性能表现，那么这次跨界对比测试将因为 有失公平而失去意义。 因此我决定寻找一款性能和微软Surface Pro平板电脑所采用的英特尔酷睿i5-3317U处理器在同一水平上的产品，也就是说，这款CPU应该同样采用双核Ivy Bridge架构并且支持4个超线程，单核Turbo加速工作频率在2.6GHz、双核工作频率在2.4GHz左右。最终我找到了一款台式电脑用的酷睿 i3 2100处理器，强行将它的工作频率设定在2.4GHz，并且禁用了它的Turbo加速功能。要知道这些入门级别的电脑处理器大多数时间都在Turbo加 速中度过了，除非你把它放在那不给它什么处理任务。 为了证实我对CPU处理器的选择是正确的，我先在这个测试平台上跑了一遍3D Mark物理测试，看看最终的性能输出和微软的Surface Pro平板电脑有多接近。由于物理测试环节是多线程的，并且和CPU的表现有相当直接的关系，因此对于显卡的搭配就显得不是那么重要了，这也正合我意，毕 竟我是为了看看CPU处理器选得合不合适。 最终的结果还是比较令人满意的，几款不同显卡搭配酷睿i3 2100处理器的物理测试环节得分都和Surface Pro平板电脑十分接近，只有在测试NVIDIA GeForce 8500 GT的时候这个成绩稍微高得多了一些（7%左右）。
这 里我们还要顺便提一下AMD的Bobcat核心E-350处理器。尽管它并未成为任何一款便携式移动终端的心脏，但是今年延续了其血统的新一代的移动处理 器将开始进军平板电脑市场。在这里我们能够清楚地看到AMD的Bobcat处理器与竞争对手的ARM架构的处理器相比有怎样的优势。双核1.6GHz的 E-350在这里表现还算不错的，和Nexus 10平板电脑所采用的Cortex A15架构的双核处理器相比，E-350在性能上要快出18%左右。尽管和四核的ARM架构处理器相比还有差距，但是这样的差距已经不算什么了，毕竟 AMD Bobcat架构下一代的产品（Jaguar架构）表现得将更为优秀。如果AMD能够把全新的Temash处理器（采用了Jaguar架构）的功耗控制得 出色一些，那么应用这款处理器的平板电脑将会有十分出色的表现。遗憾的是尽管AMD看上去在移动终端市场拥有了非常出色的、竞争力极强的CPU架构设计甚 至是GPU架构设计，但是它们似乎并未开始在移动领域大展拳脚。如果AMD能够把发展重心转移到手机、平板电脑等移动产品上来，相信它将在移动终端处理器 市场上大有作为。不过要想抢攻移动平台，AMD所需要的远不止是一个好的架构。它现在恰恰缺少相应的基本战略和能够赢得这场战役的关键设计。这也是为什么 英特尔在这两年看上去显得越来越步履蹒跚。 好了，一不小心又说了一堆废话，还是回到我们今天的正题上面来吧。为了测试现在的手机在图形处理 能力方面相当于2004年至2007年间哪款主力电脑显卡的水平，我们要首先在这些设备上面运行一下3D Mark这款软件。我们把720P分辨率的画面定为测试的基准，因为我们发现一旦超过这个基准，个别显存位宽为256位的显卡就不能很好的运行这个程序 了。不过大家也不用担心，在GL Benchmark以及DX Benchmark的测试环节中，我们还是会采用1080P画面的实测模式。 3D Mark图形测试环节1： 图形测试的第一个环节是冰风暴图形测试，主要考察显卡硬件在顶点渲染方面的性能，因此该测试环节对像素渲染性能的调用要相对地弱一些。这时的硬件主要专注于顶点渲染和像素渲染的分工。也就是说，该测试还可以强迫区分出顶点渲染和像素渲染各自的最大性能。 在冰风暴图形测试环节中，系统会在一个平均的帧率下模拟180,000个三角绘图，并调用530,000次顶点渲染，同时，每一帧都会进行470万个像素渲染。以下是第一个测试环节各个平台产品的跑分数据，这个数据的单位是每秒钟渲染的帧数，因此数值越高越好：
我 相信大多数人看到最终这个跑分成绩表的时候，一定会觉得是不是哪里出了什么问题。从上图中我们可以看到，所有NVIDIA G70架构家族的成员以及更早的GeForce 6600表现得都非常不给力。按道理说，在这种高强度顶点渲染测试下，GeForce 7900GTX以及其他几款显卡应该表现得比这个水平强得多，但是由于这套跑分任务是针对后来的图形处理架构设计的，所以之前的产品表现出来的实力都比较 惨不忍睹。而G8x架构的GeForce 8500GT就要相对地好一些了。作为这一测试环节表现最给力的移动终端，搭载Adreno 320图形处理器的谷歌Nexus 4在顶点渲染上的性能几乎达到了NVIDIA GeForce 8500 GT的56%，表现堪称令人惊喜。另一方面，尽管搭载Radeon HD 6310的AMD E-350 APU成绩也有NVIDIA GeForce 8500 GT的52%左右，而且从整体排名来看，它的表现也是令人印象深刻的。 总体来说，在第一个测试环节，以谷歌Nexus 4、HTC One手机为代表的移动终端表现不错，它们的GPU单元出色地完成了测试任务。 3D Mark图形测试环节2： 和第一个图形测试环节正好相反，这一个环节的测试主要考察显卡在像素处理方面的性能，它可以检验出像素渲染单元在读取纹理、计算像素点、纹理贴图时的综合表现。
一 般来说，这个测试环节会提供一个每帧1260万像素的渲染任务，并对像素处理中的光线变化、纹理、动态模糊等技术指标进行测试。在图形测试环节2中，除了 巨大的像素渲染任务，每一帧还会附加75,000个顶点渲染。这里的顶点渲染数量和图形测试环节1中的百万级别数量相比简直是小儿科，因为这里不涉及到阴 影处理，多边形几何的数量也要少得多。 以下是图形测试环节2各平台产品最终的跑分成绩：
在 像素渲染测试环节，各产品的跑分成绩基本上在我们的意料之中了，NVIDIA G7x架构家族的电脑显卡没有像测试环节1中那样让人觉得离谱。在这一环节的测试中，表现最出色的移动终端依旧是谷歌Nexus 4手机，它的像素渲染能力大约是NVIDIA GeForce 8500 GT的50%，虽然和上一环节的56%相比，这个成绩稍显逊色，但依旧是保持在一个相当不错的水平了，毕竟，手机上的Adreno 320图形处理器的表现比GeForce 6600电脑显卡都要强一些。AMD E-350在第二回合依旧紧紧咬住Adreno，很期待AMD家的新一代移动处理器会有怎样的表现。 3D Mark跑分整体成绩解析： 总 体来说，由于3D Mark没有对G7x以及NV4x架构的图形处理器进行优化，因此它们在第一回合的成绩受到了严重的影响，而这也直接导致了最终的总成绩看上去并不是那么 公平。不过综合分析的话，我们可以得到这样的结论，那就是，高通骁龙600移动处理器的GPU性能和搭载Radeon HD 6310显卡的AMD E-350 APU大致相当，同时是NVIDIA GeForce 8500 GT的一半左右。
GL Benchmark、DX Benchmark测试： 当 我们结束了在3D Mark跑分软件上的720P分辨率图形测试以后，在GL Benchmark、DX Benchmark上，我们终于可以开始正儿八经的1080P全高清分辨率图形的测试了，也就是说，现在，我们的画幅测试基准被调高了2.25倍 （720P画幅像素点的数量为921,600，1080P画幅像素点的数量为2,073,600）。 我们要在GL Benchmark、DX Benchmark上进行四项测试，它们分别是纹理填充性能测试、三角形绘图性能测试、Egypt HD模拟运行测试以及T-REX HD模拟运行测试。其中后两项测试均属于游戏模拟测试，这在之前的3D Mark上是见不到的。而恰恰在模拟游戏测试环节，测试任务对硬件的“压榨”更为充分和直观，对不同产品在图形处理性能方面的表现的反映也更为真实。 另外使用GL Benchmark、DX Benchmark还有一个好处就是，它可以帮助我们对比iOS平台设备和Windows RT产品之间的性能差别。当然，随后3D Mark也将在这个季度的更新程序中加入这个对比功能，不过我们还要等上那么一阵子。 首先我们要进行的是填充测试。在我们对下面的十六款不同平台的产品进行了跑分后，得到了这样的一张成绩表：
在 这张成绩表中我们可以一目了然地看到，iPad mini上所采用的苹果A5移动处理器的图形处理单元，在填充率上轻而易举地超过了NVIDIA GeForce 6600电脑显卡。NV4x架构显然没有给NVIDIA的Tegra移动处理器带来太多好处，采用Tegra 3移动处理器的谷歌Nexus 7平板电脑最终成绩只达到了GeForce 6600的65%左右。而谷歌Nexus 10所搭载的ARM Mali-T604图形处理器和苹果iPad 4所搭载的ImgTec PowerVR SGX 554MP4图形处理器在这方面表现得则非常出色。最终成绩突破了四位数，动态填充率甚至要超过了AMD的Radeon HD 6310（AMD E-350 APU所搭载的显卡）。尤其是苹果的iPad 4平板电脑，其性能已经接近2004年、2005年的中等水平的电脑显卡了。 接 下来我们要看一下看这些设备在三角形绘图性能方面的表现。这个环节主要考验硬件在顶点渲染方面的性能。在3D Mark跑分测试中，顶点渲染让NVIDIA G7x家族的显卡吃尽了苦头，不过还好，在GL Benchmark、DX Benchmark中，这一项测试对于它们还是比较公平的：
在 这个环节，NVIDIA GeForce 8500 GT明显得益于像素渲染单元、顶点渲染单元的一体化设计，表现十分抢眼。GeForce 8500 GT的这种渲染单元一体化设计可以充分地调动处理器剩余的运算性能，在像素渲染任务不是那么重的时候把所有剩下的渲染单元都用于顶点渲染的运算处理当中， 反之亦然。所以最终，NVIDIA GeForce 8500 GT在这一环节的成绩比多项测试都在它前面（3D mark图形测试环节1除外，原因我们已经重复解释过了）的GeForce 7900GTX还要好。而基于G7x架构的NVIDIA电脑显卡和基于NV4x架构的NVIDIA Tegra移动处理器（GPU部分），在顶点渲染硬件上就比较吃亏了。不过移动终端也没有一败涂地。苹果的iPad 4继续领跑，并且和7800GT的性能比较接近。HTC One、谷歌Nexus 10、苹果iPad mini、谷歌Nexus 7、微软Surface RT的表现也不算太差，至少它们都比GeForce 6600要强很多，HTC One的顶点渲染性能甚至是GeForce 6600的一倍还多。 特别需要提醒的一点是，ARM' Mali-T604移动图形处理器在三角形绘图性能方面的表现似乎一直都不怎么样，这要和ARM的Mali架构有很大关系。 接下来我们要对这些产品进行模拟游戏测试了。首先我们挑选了一款稍微简单的测试：Egypt HD：
现 在，我们总算看到一些直观的、可以反应它们各自真实性能的数据了。通过上面的这张成绩表，我们可以看到，苹果iPad 4的性能和NVIDIA GeForce 7900GS在同一个水平，比GeForce 7800 GT要稍微高出一点点，GeForce 6600被HTC One、Nexus 10完爆，就连iPad mini也比它强一点。当然它还是比采用Tegra 3处理器的Nexus 7要好一些，我们对此也感到有点小小的失望。不过好消息是，新一代的Tegra 4表现将会好很多，应该可以达到中等G7x架构显卡的水平。 最后一个测试环节，我们要用上T-REX HD这款模拟游戏测试了，这也是所有测试环节中最可怕、最能压榨硬件的测试。这个环节估计移动处理器会全军覆没，除非等到基于OpenGL ES 3.0标准的图形芯片出来扛大旗：
在T-Rex HD这项测试中，苹果iPad 4的表现依旧处于NVIDIA GeForce 7900 GS、GeForce 7800 GT这个水平，而GeForce 6600显卡则有很明显的退步，成绩跌至了谷歌Nexus 7之下，仅比华硕Vivo Tab Smart平板电脑好一点。鉴于所有iPad 4下面的ARM平台显存带宽都少于12.8GB/s，在这个环节中，移动终端显得比较吃亏。 总结： 在以上的测试中，iPad 4所搭载的A6X SoC图形处理芯片和HTC One身上的高通骁龙600处理器中的Adreno 320图形处理芯片的表现令我们吃惊。尤其是后者，运行在一部智能手机上竟然能在图形处理方面有如此优秀的性能输出。 总 体来说，我们通过一系列的跑分测试可以看到，目前最顶级的旗舰智能手机在GPU图形处理性能上的表现已经达到了2006年中高端电脑显卡的水平了，而且这 还是在它们的显存带宽远不及显卡的情况下。未来，通过同时增加运算性能和显存带宽，移动终端的图形处理性能还将有一个大的飞跃。我们已经看到苹果正在有条 不紊地为移动处理器的图形处理单元增加显存带宽了，相信这个做法远没有到头。 |
