(1)cpu 的任務繁多,做邏輯計算外,還要做記憶體管理、顯示操作,因此在實際運算的時候效能會大打折扣,在沒有 gpu 的時代,不能顯示複雜的圖形,其運算速度遠跟不上今天覆雜三維遊戲的要求。即使 cpu的工作頻率超過 2ghz 或更高,對它繪製圖形提高也不大。這時 gpu的設計就出來了。
(2)cpu與gpu的結構圖:
黃色的 control 為控制器,用於協調控制整個 cpu 的執行,包括取出指令、控制其他模組的執行等;綠色的 alu ( arithmetic logic unit )是算術邏輯單元,用於進行數學、邏輯運算;橙色的 cache 和 dram 分別為快取和 ram ,用於儲存資訊。
從結構圖可以看出, cpu 的控制器較為複雜,而 alu 數量較少。因此 cpu 擅長各種複雜的邏輯運算,但不擅長數學尤其是浮點運算。gpu的alu多得多,運算能力比cpu高很多。
(3)cpu與gpu工作流程
12 fps :由於人類眼睛的特殊生理結構,如果所看畫面之幀率高於每秒約 10-12 幀的時候,就會認為是連貫的。
30 fps :早期的高動態電子遊戲,幀率少於每秒 30 幀的話就會顯得不連貫,這是因為沒有動態模糊使流暢度降低。
60 fps 在與手機互動過程中,如觸控和反饋 60 幀以下人是能感覺出來的。 60 幀以上不能覺變化,當幀率低於 60 fps 時感覺的畫面的卡頓和遲滯現象。
android 系統每隔 16ms 發出 vsync(vertical synchronied) 訊號 (1000ms/60=16.66ms) ,觸發對 ui 進行渲染, 如果每次渲染都成功這樣就能夠達到流暢的畫面所需要的 60fps ,為了能夠實現 60fps ,這意味著計算渲染的大多數操作都必須在 16ms 內完成。(vr是90fps)
當一幀畫面渲染時間超過16ms的時候,垂直同步機制會讓顯示器硬體等待gpu完成柵格化渲染操作,這樣會讓這一幀畫面多停留了16ms,甚至更多。這樣就造成了使用者看起來畫面停頓。
16ms的事情主要被兩件事占用:
第一件:將 ui 物件轉換為一系列多邊形和紋理。
第二件: cpu 傳遞處理資料到 gpu 。
所以很明顯,我們要縮短這兩部分的時間,也就是說需要儘量減少物件轉換的次數,以及上傳資料的次數 。
如何減少這兩部分的時間 以至於在 16ms 完成呢
1、cpu 減少 xml 轉換成物件的時間
2、gpu 減少重複繪製的時間
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