華為今年最重要的技術之一是其GPU Turbo技術，是一種軟硬協同的圖形加速技術，它可以在不改變硬體的情況下，以更低的功耗提供更高的性能，這一說法給了我們很大震動。在（我們）內部，很多人情不自禁的睜大了雙眼。
在那之後，正好我們在柏林IFA展會期間與華為有所接觸，對這技術也做了不少討論，有了一個基本的理解，以及看到的一些行銷策略——結論是，華為並不是所有新特性都用了最誠實的方式來表達。
GPU Turbo的發展時間線
GPU Turbo據說是一種新的機制，官方說它對新設備和現有設備進行了性能和功率的巨大改善。這一新“技術”是在6月初隨著榮耀Play手機一起在中國首次推出的，今年晚些時候隨著EMUI 9.0系統的發布，它將被更新為2.0版。
在接下來的幾個月裡，華為計劃在其所有主流產品上都加上這項技術的支持。華為承諾所有設備（不論硬體）都將受益。
自GPU Turbo在最初幾款設備發布後的幾周時間，我們看到了榮耀和華為在這方面的很多宣傳和行銷，目標是推廣GPU Turbo。在所有的演示文稿、新聞發布和媒體模糊的分析中，有一件重要的事情總是被忽略：我們沒有看到關於GPU Turbo到底是什麽、以及它的技術原理解釋。一切都與結果有關，但沒有什麽與細節有關。在AnandTech，真正能讓我們產生共鳴的是細節，比如一個新功能是否是真實的。
GPU Turbo的支持產品及時間線
值得稱讚的是，華為確實與我們取得了聯繫，只是當我們要求華為就這一新技術提供更詳細的技術介紹時，該公司和公關部門都沒有真正做出回應。我們不確定原因是什麽，因為該公司一直以來都對技術討論持開放態度。在今年的IFA展會上，我們終於有機會見到了華為的硬體和軟體工程師/經理團隊。
通過這些討論，我們得出了一些詳細的解釋。我們現在對GPU Turbo的實際功能有了更好的理解（它是講得通的），儘管他們也將大量模糊解釋放在發布會的幻燈片裡。
所以，在這篇關於GPU Turbo的文章中，我們將分階段講述這個新技術的故事。
首先，我們來看看華為關於這項技術的最初對外聲明，特別是具體數據；其次，我們將深入了解GPU Turbo的實際功能；再其次驗證產品與技術，看看我們可以觀察到什麽不同；最後我們談談行銷，其實這部分才真的需要仔細看看。
需要指出的是，如果時間和資源允許的話，我們希望深入了解GPU Turbo。隨著（未來）Mate 20的發布和Kirin 980芯片的發布，我們將會對更多數據進行更詳細的分析。這只是GPU Turbo的故事的開始。
GPU Turbo的優勢：華為官方的數據
在GPU Turbo公布時，最受關注以及被廣泛引用的幻燈片上的數據是，新特性將以某種方式讓芯片獲得高達60%的顯示性能提升，同時也能減少多達30%的功耗。華為（和榮耀）非常熱衷於這些數字，並盡可能以最好的方式顯示結果。
這些數據在上周四的IFA榮耀新品發布會上再次得到重申。過去的幾天裡，我看到許多家媒體報導了這些數據，並將其歸因於GPU Turbo帶來的提升。然而到目前為止，還沒有進行任何分析。
我們見過的大多數幻燈片看起來都是這樣的，把數字寫進這篇文章非常容易：
由於AnandTech是一份以技術為導向的媒體，所以從一開始，這些數據在我們看來就很可疑。我們為自己的獨立分析感到自豪並珍視它，想確保所提升的數據是準確的。畢竟，這樣的數據與常規的工程技術進步背道而馳。而這恰恰是行銷數據的bug。稍後會詳細介紹。
那麽什麽是GPU Turbo？我們終於搞清楚了！
當我們開始尋找GPU Turbo的詳細解釋時，我（編輯Andrei）首先嘗試自己去弄清楚GPU Turbo是做什麽的？但（驗證過程）缺乏細節導致基礎薄弱。由於特定的原因，這任務最終成為了一個噩夢；儘管多年來允許設備Root獲取權限，但大約在GPU Turbo發布的同時，華為和榮耀停止了bootloader （引導加載程式）解鎖。
這阻止了用戶修改系統韌體，當然我們也不能，因為我們無法Root手機來進行基準測試分析。此外，所有與GPU Turbo一起發布的新韌體據說都被鎖定了。目前尚不清楚這兩件事是否直接相關，不過喜歡陰謀論的人可能會這麽想吧。
因此，在GPU Turbo的相關工作中，我真正想要的是通過Arm的streamlined工具來分析GPU，因為這樣可以提供GPU正在處理的工作負載的確切資訊。有了這些工具，我們就可以深入分析這顆發動機罩下發生了什麽。無論是有意還是無意，bootloader鎖阻止了我們這樣做。正因為這些限制，在我的測試中，這些都成死胡同。
我開始寫這篇文章的時候並沒有對這技術有更進一步的詳解，但是我們在柏林IFA期間遇到了EMUI軟體團隊，最終我們對GPU Turbo有了更全面的解釋。我們與軟硬體團隊討論了這項技術，並與他們進行了不同尋常的討論。
通過與硬體團隊交流——特別是海思（Hisilicon，華為的半導體部門）——他們明確表示，GPU Turbo純粹是一種軟體技術。雖然此技術是由他們輔助實現的，但實際工作的都是由軟體決定的。這一點很好理解，也解釋了華為為何能夠在所有智能手機中都加入這項技術的支持。它也與NPU（神經網絡處理器）無關，儘管在其中加入NPU顯然會有所幫助。
德國時間上周五麒麟980的發布會首次暗示了它的實際用途，被稱為“人工智能預加載技術”。
這張幻燈片試圖傳達的是，GPU Turbo允許芯片更好地跟蹤計算工作負載，調整硬體性能狀態，以便更好地適應負載。例如，當CPU（運算核心）比GPU（圖形核心）需要更多的功率時，可以調整功率比以滿足需求，從而提高性能和效率。
在下一頁我們會深入一些，最終對這機制有了很好的解釋。我們要感謝華為智能手機軟體總裁王成錄博士提供的資訊。
關於GPU Turbo的詳細解釋
揭開面紗，華為使用TensorFlow神經網絡模型來進行學習和預測。通過數千個小時（真實時間+模擬時間）詳細檢查與記錄學習，華為建立了神經網絡的內部模型，提前了解遊戲運行的方式和功率性能的需求，最終把它放到一段密集代碼裡。
使用神經網絡優化每個遊戲與設備的DVFS控制
在訓練階段，網絡開始分析並調整芯片的動態電壓和主頻，用來以最小的功耗達到最佳性能。這需要CPU、GPU和記憶體控制都更為精準，已達到保證60fps幀率，且不會達到更高的狀態（換句話說，最小化性能冗余）。最終結果是對於CPU 、GPU 、 DRAM能完成執行每個指令，但相應的硬體塊具有更好的功率控制。這是對性能和能耗的雙重優化，但重點在於後者。
這樣，生成的模型將包含在支持GPU Turbo的設備韌體中。每個Title（編程中的標題）都有針對每個智能手機的特定神經網絡模型，可用資源因手機型號而異。就我們所理解的技術而言，在設備本身上，應用程式和GPU驅動程式之間似乎存在一個監視渲染調用的攔截層，用作神經網絡模型的輸入。由於網絡模型經過訓練，能輸出對於給定場景最佳的DVFS（即最優控制電流電壓）設定，因此GPU Turbo機制可以立即將其應用於硬體並相應地調整DVFS。
對於擁有它的芯片，芯片自己的NPU會加速網絡模型的推理（執行）。在不使用NPU的SoC中引入GPU Turbo的情況下，CPU會使用回落。這樣操作需要極快的預測，我不得不懷疑它引起的渲染延遲有多少；不過似乎它不會延遲太多，華為表示他們非常關注這個領域，確認這些模型都是16位浮點（FP16），這意味著對於像麒麟980器這樣的未來處理器，可以通過使用基於新NPU支持的INT8模型進一步優化。
實質上，因為GPU Turbo是一種DVFS機制，它與渲染管道協同工作並具有更精細的粒度，它能夠預測即將到來的硬體要求，並進行相應調整。這就是GPU Turbo特別聲稱相比“傳統的反應式DVFS驅動器”能大大降低性能抖動；而後者只是通過硬體計數器監控GPU利用率，並在事後進行調整。
更多思考以後的解釋
華為在這裡所做的當然是一種有趣的方法，具有明顯的實際潛力。我們可以看到在有限的功率內如何在硬體之間以最佳方式分配資源，這將有助於提高性能，效率和功耗。因此，更詳細的解釋具有很多技術意義，我們對此毫無疑問。這是一個令人印象深刻的壯舉，可能會在更廣泛的技術領域產生影響，比如PC。
該技術的缺點是每個設備和每個遊戲的性質不同。華為沒有詳細介紹培訓單一遊戲需要多長時間：第一版GPU Turbo支持絕地求生、Mobile Legends： Bang Bang（一款類似王者榮耀的遊戲）。伴隨著Mate 20，第二個版本將支持NBA 2K18，生存規則，Valor競技場和Vainglory等遊戲。
從技術上講，粒度特性取決於每個芯片而不是具體到每個設備，儘管不同的設備在熱性能或記憶體性能方面會有不同的限制。只是很明顯，雖然華為對這項技術感到非常自豪，但每個優化推出速度都很慢。這裡沒有靈丹妙藥——雖然理想的目標是一個單一的優化網絡來處理市場上的每一款遊戲，但必須依靠默認機制來完成工作。
華為將首先使用GPU Turbo打造其核心遊戲賣點，如絕地求生和Arena of Valor，以及與EA/騰訊NBA 2K18等公司的作品。我懷疑在這背後，一些公司希望與華為聯繫，將他們添加到要優化的遊戲列表中。
接下來，我們將對手持設備的GPU Turbo進行分析、另外還遇到了一個問題，即ARM的Mali GPU（用於華為麒麟芯片）如何使遊戲與華為的競爭對手設備不同。
分析GPU Turbo技術的難點
我們沒能找到“兩款硬體一樣，其中一個加載GPU Trubo而另外一個沒有”的類比。能夠做最接近的實際比較是華為P20（沒有採用GPU Trubo）和Honor Play（搭載GPU Trubo），這兩個設備使用相同的芯片和記憶體。
兩款手機之間的差異不僅僅是GPU Turbo的推出，榮耀Play還包括更新的ARM Bifrost驅動程式的R12P0版本，而P20則是R9P0版本。遺憾的是，沒有驅動程式更新行說明，因此我們無法區分GPU驅動程式方面的改進，以及GPU Turbo所做的實際改進。
P20 沒有採用GPU Trubo
榮耀Play（採用GPU Turbo技術）
從原始幀速率數字很難分辨兩部手機，兩款手機《絕地求生》的起始幀率都是40FPS。當然我們可以投入更多的時間來檢查抖動的持續體驗影響，以及觀察長期的功耗數據。
榮耀Play看起來確實有優勢，在渲染場景時能耗為3.9瓦，P20則消耗了4.7瓦；雖然螢幕尺寸等也可能會對這一數值有影響，但它確實代表了15%的功率差異。
華為引用了麒麟980的數據：
儘管如此，乍看之下GPU Turbo確實具有效率優勢，然而在麒麟980演講期間呈現的10%數據似乎比宣傳的30%更接近現實。
GPU Turbo是真實的，只是擔心被過度行銷
在本文中不應該被誤解的一件事是GPU Turbo本身不僅僅是一種行銷策略，而是一種非常真實和創新的解決方案，試圖解決當前一代麒麟芯片組的弱點。麒麟仍然遠遠落後於基於Adreno顯示芯片的高通驍龍的性能和效率，而且由於華為無法授權拿到Adreno，除了為GPU提供更多的芯片太空外，它還必須盡力發揮其優勢。
然而，GPU Turbo的大部分技術優勢在很大程度上被過多的行銷所掩蓋，這些行銷宣傳簡直就是誤導。實際的例子我們不妨往下看。
它本質上是一種軟體解決方案，它可以增強硬體，但硬體本身提升是有局限的。而混亂的遊戲體驗行銷，則混淆了事情本身。實際情況是：GPU Turbo有效，但仍然無法與高通驍龍845處理器設備競爭。即使它努力嘗試表達自己的優點；但這裡硬體的差異太大了，無法通過軟體優化來克服，無論新機制的創新程度如何。
《絕地求生》的問題：並非所有GPU均等渲染
我們在測試《絕地求生》手遊的時候遇到了新情況，是在之前的標準化測試中從未見到過的。在比較高通驍龍和華為麒麟芯片時，試圖觀察華為引用的性能差異，結果發現Adreno（驍龍使用的GPU）和Mali（麒麟使用的GPU）渲染效果之間存在很大差異。
具體來說，我們發現和其他手機相比，一加手機6（搭載驍龍845處理器）的影像品質明顯比其他手機要好。
榮耀Play（GPU Turbo）
華為Mate 10 Pro（GPU Turbo）
一加手機6
三星Galaxy S9（三星Exyons 9810芯片）
這裡有兩個地方需要注意。第一，Adreno GPU渲染的效果非常清晰，看上去遊戲採用了十分特別的影像壓縮算法。為了保證測試的公平性，我們將渲染分辨率設定為720p，並將所有手機的渲染分辨率調高至1080p。結果發現Adreno的顯示效果更佳銳利，Mali的畫面則相對模糊，並且這種情況在手機遊戲運行時是可以看出來的。
第二點更重要，使用Adreno圖形處理的手機啟用了Anisotropic filtering非等向濾鏡 ，而使用Mali圖形處理的手機似乎忽略了它，退回到Bilinear filtering（雙線性過濾）。在像《絕地求生》這類遊戲中，運行時的效果非常明顯，並且會產生很大的畫質差異。這也給圖形帶來了相當大的差異。
因此，華為的GPU Turbo在行銷上和競爭對手相比較的做法也讓人生疑：各向異性紋理過濾本身會對幀率產生高達16%-18%的影響。由於Mali GPU沒有啟用這項技術，在進行性能比較時本身就有可能出現不公平的情況。換句話說，Mali圖形處理的手機性能提升了16%-18%，但它卻犧牲了品質。（外媒編輯注：在過去的10年中，我們在PC行業經常看到這種情況，不同的GPU通過不同的路徑或是“技巧”減少處理器的工作負載，不過現在他們不這麽幹了）
需要注意的是，雖然Mali設備沒有像Adreno設備那樣進行紋理過濾從而獲得了工作負載上的優勢，但性能和效率依舊更好。隻不過遊戲在高品質最高幀率40fps的情況下這種差異很小。唯一能衡量這種差異的就只有芯片功耗了。
對於功耗來說，儘管在渲染路徑和品質上存在差異，但是驍龍845仍然保留了巨大優勢。在打開AF的情況下，驍龍845手機的功耗為2.5-3W，而搭載麒麟970處理器的手機平均功耗是4-4.5W。更高的功耗和效率意味著設備的電池續航會縮短。
真實情況 VS 綜合測試
我完全能夠理解華為專注於《絕地求生》遊戲的實際運行效果，而不是所謂的綜合基準測試，但是我們使用綜合基準測試來判斷新功能是否可靠是有一定道理的——它們是行業標準，並且很直觀很好理解。在涉及到實際的技術比較時，華為和榮耀對於《絕地求生》的行銷做得並不周到，我們將在下面討論這個問題。
不同的GPU還沒有使用相同的圖形路徑：Adreno GPU添加各向異性過濾並且具有更高縮放品質，這味著它最終運行時影像品質會更好。在華為提供的宣傳材料中，性能和效率比較中沒有考慮到這一點，這使得宣傳材料的可信度降低。
這件事的本質
儘管如此，GUP Turbo是一項很有前途的技術，它能夠在其他條件相同的情況下為華為帶來競爭優勢。不過遺憾的是，對於麒麟960和麒麟970來說，情況並不一樣。隨著麒麟980問世，競爭格局將發生巨大變化，但在此之前，前一代處理器的用戶需要清楚地知道GPU Turbo技術能帶來什麽樣的效果。
過度行銷帶來的小問題
正如前面提到的那樣，華為和榮耀對於新技術的宣傳都使用了同樣的文案：GPU Turbo技術能夠提高60%的性能和降低30%的功耗。在我們看到的所有宣傳頁面中，只有一個頁面解讀了這些數據。下面是榮耀Play在全球產品頁面的注釋，解釋了60%和30%這兩個數字背後的意義：
榮耀Play官網對GUP Turbo的介紹
這裡有個小重點：
上圖中備注第二條： GPU Turbo技術是一種基於麒麟芯片的圖形處理技術，融合了軟體和硬體協調。它支持一些特定的遊戲；結果則是和上一代芯片麒麟960芯片進行的比較。
這裡需要特別注意：通常在比較一項新技術時，性能差異應該用off/on的狀態做對比（外媒認為華為應該比較GPU Turbo開啟和關閉時性能差異），而不是拿麒麟960作為基準。因此，應該不難看出華為在這方面存在很大問題，他們混淆了這一概念——將性能提升全部歸結於GPU Turbo技術，而沒有提及兩代芯片組之間的改進。
正確的方式應該是以麒麟970作為基準，比較GPU Turbo技術打開和關閉時的情況。然而現在的結果卻是使用沒有GPU Turbo技術的麒麟960和帶有GPU Turbo技術的麒麟970進行比較。
事實上，麒麟970採用了全新的10納米工藝製造，並且搭載了頻率為747MHz的新型Mali G72MP12 GPU。這對採用16nm製造工藝的麒麟960來說有很大改進，而且麒麟960採用的是頻率高達1037MHz的Mali G71MP8 GPU。
此外，麒麟960處理器的GPU性能和效率存在很大問題，甚至表現出我們所見過的智能手機中最糟糕的一些情況。我們不打算回過頭去糾結為什麽會這樣，但是對於麒麟960來說這無疑是極大的打擊。
如今麒麟970在這樣的的基礎上進行了改進。隻不過華為提到的“GPU Turbo技術提升了60%性能和降低了30%功耗”，雖然字面上看著令人印象深刻，但是一旦我們知道這些數據是怎麽得來的也就不那麽興奮了。通過和表現不佳的麒麟960處理器進行對比所得出的結論，完全改變了這些數據的意義。也就是說，在你手中的設備上啟用GPU Turbo技術並不能獲得60%的性能提升和30%的功耗下降。
這也是華為在呈現GRU Turbo整個生命周期數據中面對的問題。60%和30%兩個數字確實吸人眼球，但即便是華為自己的分析師，也認為60%和30%過於樂觀了。
最終，華為還是用了“60%和30%”這樣的數據作為GPU Turbo開啟/關閉時的差異。如果有人有這樣的預期，那他們恐怕要失望了。
同樣在上面這張圖中，我們不得不批評這些條形圖所掩蓋的事實：圖中開啟GPU Turbo《絕地求生》手遊由此前的36.4上升到39.5，幀率增長3，卻顯示為25%的增長。該公司認為有必要修改實際的增長價值而不是遵循從零開始的標準，因為這樣做能讓這張圖看上去印象深刻。
為什麽使用麒麟960：從一個較低的標準起步
回到我們在GFXBench Manhattan 3.1和T-Rex中測量的GPU功率效率表，我們將兩個芯片組重新梳理：
因此，儘管麒麟970在960年的基礎上有進步和改善——但考慮到可競爭對手，它仍然難以同時代的三星Exynos和高通次驍龍芯片抗衡。
在GPU Turbo的聲明中，我想強調的重點是，60%和30%的提升數據是非常不現實的，並且對用戶具有極大的誤導性。如果華為和榮耀不清楚基準對比，那麽在未來的公告中，這些公司自己的數據永遠都不可信。
GPU Turbo到底能提升多少？
上周五IFA期間，華為消費者業務CEO余承東推出麒麟980芯片，其中一些幻燈片展示了GPU Turbo給新款芯片帶來的具體數據：
在這裡，實際的性能改進是相當小的，因為工作量是V-sync（垂直同步）限制的，GPU在這方面沒有問題，但是功耗的改進仍然具有代表性。在這裡，實際的功率改進是10%——這是一個更合理和可信的改進數據，可以歸功於軟體
早在2015年，AnandTech就在北京媒體發布會上報導了麒麟950的發布，華為的謙虛和敏銳我們留下了深刻的印象。如今三年多的時間過去了，華為已經有了長足的發展。
華為和榮耀現在每年銷售1.53億部智能手機，華為目前是全球第二大智能手機制造商，最近超過了蘋果。榮耀稱其在全球排名第五。華為還表示，它將把5G等未來的研發預算從總收入的15%（132.3億美元）提高到20-30%。華為和榮耀都是這一領域的主要參與者，華為的內部芯片設計團隊海思創建了自己的芯片，以幫助其產品與基於高通和聯發科的產品區分開。
華為的爆炸性增長不僅涉及研發，還涉及行銷。隨著公司的擴大，華為經常選擇在歐洲各國召開發布會推出全新的智能手機，每場發布會的規模通常在500-2000人左右，相比之下，三星和蘋果則要低調了許多。
為了獲得更高品牌知名度和認知度，華為的行銷方法可謂是一把雙刃劍——在技術層面提供創新和解決方案的同時，在某些方面，華為的品牌資訊偏離了其更為謙和的基調。
GPU Turbo開發技術將成華為的關鍵。華為與高通驍龍在遊戲性能、影像品質和能效方面存在明顯差距。雖然在價格、性能、面積上使用矽芯片是一種平衡行為，並且會帶來一些收益，但通常會犧牲其他規格。
這就是為什麽GPU Turbo很重要，從硬體角度來說，GPU Turbo是一種“免費”的收益。它並沒用新芯片，而是通過專門的軟體開發出來的。這一功能幫助華為和榮耀的智能機中得到了不錯的推廣。當然，GPU Turbo還有很長的路要走，比如擴大支持的遊戲數量以及改進行銷方式。
對於GPU Turbo的行銷，華為更是下了大功夫。華為將有GPU Turbo加持的麒麟970和沒有GPU Turbo加持的麒麟960作比較，得出970比960性能超60%、功耗少30%的結論，但並沒有在每次展示中說清楚對比的方式，這可能是華為有意混淆，確實給用戶造成了一定的誤導。
通過基準檢測發現，這是通過加速以獲得更高的分數，表明華為試圖以此來蒙蔽用戶。雖然華為產品呈現爆炸式的增長，但如果只是為了性能獲得高分而隱藏真實的得分，將會極大降低消費者對於華為的信任度。
這一點，通過我們的基準檢測發現，是通過加速以獲得更高的分數，表明華為試圖以此來蒙蔽用戶。雖然華為呈現爆炸式的增長，但如果只是為了在性能獲得高分而試圖隱藏真實的數字，消費者對華為的信任就會很快消失。
不過正如在評論中多次提到的，我們已經更詳細地解釋了GPU Turbo，這個技術是真實的，並且很可能成為這家廠商在手機上實現差異化的催化劑。
至於華為的主題演講，我們為有創意和開創性技術的團隊點讚。在一個不斷競爭的環境中，芯片供應商需要與眾不同，並嘗試相互融合，GPU Turbo等技術正在成為創新優勢，從而改善整體用戶體驗。像GPU Turbo這樣的技術正作為創新優勢出現，提高整體用戶體驗。
如果時間，硬體和軟體允許，我們的目標是獲取麒麟980使用和不使用GPU Turbo的數據比較。這只是GPU Turbo故事的開始。
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