安謀是要怎樣（18）：以 A5X 為例，GPU 架構肥大化風氣也吹到 ARM 架構上 ...

圖片引用自： PC.Impress

 上週看到國外網站介紹蘋果最近兩款應用處理器的尺寸變化，忽然發現蘋果從 A4 到 A5 、 A5 到 A5X 的尺寸有了微妙的變化，而相較類似的競爭對手例如 NVIDIA Tegra 3 ， A5X 也整整大了一號，甚至與 32nm 的 Atom 處理器相差無幾。

蘋果近年應用處理器的發展，其實代表了幾個事實，其中是成本，其次是硬體架構上的重要性，以及從 CPU 到 GPU 了。

參考來源： AV.Impress

先從硬體架構談起，其實相同的狀況也早就出現在 PC 產業，好幾年前，兩家 GPU 大廠 AMD 以及 NVIDIA 的 GPU 晶片複雜度早就超越 x86 CPU 架構，畢竟已運算能力需求，當下 CPU 運算力之於一般應用已經堪用。

然而整個產業對於影像的需求提昇，對 GPU 的需求反而加重，尤其在 UI 以及遊戲的帶動下，高效能 GPU 甚至能用於運算領域，且特定應用下的運算能力甚至遠遠超過 CPU。

以 AMD 近年主打的 APU 處理器，也有類似的情況， APU 當中的四核處理器比起內搭的 GPU 所佔整個核心的面積還要小，也就顯示目前整個 PC 產業對 CPU 的需求比起 GPU 還低。

蘋果的 ARM 架構與 Intel 近代 x86 處理器的尺寸比較：圖片引自： AV.Impress

以遊戲為例，試想在運算的需求沒有明顯變化下，反倒是由於高解析度、影像模組變複雜， GPU 反而越來越吃重，最近新的高品質電腦遊戲一出現，大家所關注的焦點並非先升級 CPU ，反倒是需要多少張顯示卡才能跑得動。

當然這是在高度需求下的高階 GPU ，但是蘋果的應用處理器被使用在平板與智慧手機，由於近年手持遊戲興起，自然對圖形的要求加溫，更不用說由蘋果自己帶起的 Retina Display 超高解析度風潮對 GPU 效能的要求。

蘋果近代應用處理器與 Tegra 3 以及 OMAP4 尺寸比較，圖片引用自： AV.Impress

至於 GPU 跟 CPU 在新的應用處理器佔有多大差異？可以用一些方式來類比： A5X 比起 A5 多了雙 GPU ，而 CPU 部份不變，體積大了一號；而採用 40nm 製程的 Tegra 3 相較 Tegra 2 處理器多了 3 個， GPU 架構則多了 0.5 倍（因為 Tegra 的 GPU 架構是單一 GPU 內增加管線的方式。），但是體積增加幅度並不大。可想見 GPU 架構的複雜程度比 CPU 架構更高，在 ARM 的世界一樣適用。

而據筆者先前與 ARM 的人員聊過，GPU 大於 CPU 是相當合理的發展狀況，畢竟這是一個影像導向的趨勢，運算的需求大致如此，但是在高解析度、 3D 等各式酷炫的應用引導下， GPU 的負擔只會不斷加重。 ARM 當時選擇併購 Mali ，也是看準市場對 GPU 的需求加重，必須提供客戶更全面的方案。

至於成本考量，則是由於自 iPad 2 到新 iPad ，價格沒漲，反而是小改版的 iPad 2 價格反降，而且新 iPad 的處理器反而使用先進新製程。筆者推測，採用成熟製程的生產價格可以壓低，用成熟的架構投入先進製程則可提昇良率，為了降低新 iPad 成本，使用成本較低的製程是上上策，雖處理器尺碼會增加且發熱狀況不理想，但是對平板產品的影響並不大。

因為相較智慧手機，雖然平板的大趨勢也是走向輕薄化，但是由於整體的空間較多，各元件距離較遠，熱也容易傳導，也不易因為某個特定高溫組件影響到周遭的組件。

而蘋果帶頭的風氣會影響到其它競爭對手嗎？筆者個人認為機率相當高，畢竟傳聞中三星的新 Galaxy 手機的解析度據說也是 Full HD 等級，若要再次提昇解析度，又要兼顧遊戲的順暢性，複雜化的 GPU 架構是有其必要性的。