什麼是GPU圖形處理器?與CPU有什麼不同?搭載GPU手機與平板推薦

作者:喬安姐、編輯:菜蔡子
發布日期:2020/10/28、最後更新日期:2021/10/15

相信大家對CPU(Central Processing Unit)這個名詞很熟悉,中文是「中央處理器」是電腦、手機平板的心臟。近年來也常見GPU這個名詞,GPU (Graphic Processing Unit) ,中文是「圖形處理器」。我們通常叫它顯示卡,在這篇文章裡,小編將帶大家來了解什麼是 GPU 圖形處理器?與常見的CPU 中央處理器有什麼不同?GPU好壞對手機有什麼影響?又有什麼好處?如何看手機GPU顯卡?文末也會精選搭載GPU圖形處理器的手機與平板推薦給大家,快來了解這些跟手機平板相關的小知識吧!

手機的第二顆心臟-圖形處理器(GPU),與CPU有什麼差別?

什麼是GPU圖形處理器?

近年,電腦界有個名詞悄悄地也出現在智慧型手機上,那就是號稱電腦、平板及手機的第二顆心臟-圖形處理晶片(Graphic Process Unit,GPU又稱為顯示核心、視覺處理器、顯示晶片、顯示卡或繪圖晶片。是一種專門在個人電腦、工作站、遊戲機和一些行動裝置(如平板電腦、智慧型手機等)上執行繪圖運算工作的微處理器。資料來源:維基百科

過去,手機都是由中央處理器 (CPU)獨挑大樑地運作著所有的功能。然而隨著追劇、電競遊戲的風行,消費者對於手機處理影像的能力越來越講究。白話來說,GPU就是負責處理所有手機平板的影像顯示,讓CPU得以把效能發揮在其他地方的一個重要元件,稱為手機顯卡的話大家應該會比較理解。

就在去年高通發表S865、S765處理器時,也同時宣布與 Google 合作打造 Snapdragon Elite Gaming 設計。讓處理器搭載的 GPU 可隨 Google Play Store 服務更新升級最佳驅動程式。Google 與 Qualcomm 更強調未來會持續跟多家遊戲業者合作,讓更多遊戲運作效能表現能隨 GPU 更新提升。

高通與 Google 合作打造 Snapdragon Elite Gaming 設計
▲圖片來源:NoteBookCheck▲

GPU 圖形處理器發展史

既然想要了解GPU是什麼?就不能不先了解GPU的發展史。不過在此之前要先提及一下「摩爾定律」,由英特爾創始人之一戈登.摩爾在1965年提出的。半個世紀以來,摩爾定律準確預測了半導體產業的發展趨勢,也成為推動科技產業發展的「自我實現」預言。然而近年來,關於摩爾定律放緩或者失效的聲音越來越多。

讓我們來看一段不到五分鐘的影片,從1965年摩爾定律提出開始,一路走過半個世紀。可以看清楚微處理器的早期,到英特爾主導的地位,直到英偉達(NVIDIA)和GPU的崛起。

▲影片來源:DataGrapha YouTube頻道▲

影片中粉紅色條是指根據摩爾定律,理論上一個半導體晶片上整合的電晶體和電阻數量,藍色條是指 CPU,綠色條是指 GPU。

進入 90 年代,摩爾定律預言的晶體管數量一度領先業界,93 年,英特爾第五代微處理器誕生。之後,英特爾作為晶片大老一度壟斷市場,甚至導致了整個 90 年代晶片行業的緩慢發展。一直到英偉達(NVIDIA)和 GPU 的出現才有了轉機。

GPU 出現,摩爾定律進入新階段

在1997 年,GPU 晶片誕生,將摩爾定律和半導體世界帶入了一個新的階段。1999 年,當英偉達(NVIDIA)發佈 GeForce 256 圖形處理晶片時首先提出這一概念。

1997年 NVIDIA NV3(GPU)出現
▲1997年 NVIDIA NV3(GPU)出現▲

GPU 的誕生後,整個晶片世界也進入了飛騰時期,英偉達、AMD 和英特爾幾家大老群雄逐鹿。

GPU 的誕生後整個晶片世界也進入了飛騰時期

2012 年 1 月 16 日,AMD 發佈由台積電代工的 AMD Radeon HD 7000 系列 GPU 晶片,採用 28 nm 製程,顯示核心採用「次世代圖形核心」(Graphics Core Next)架構。

AMD 發佈由台積電代工的 AMD Radeon HD 7000 系列 GPU 晶片
▲AMD 發佈由台積電代工的 AMD Radeon HD 7000 系列 GPU 晶片▲

如今,對於摩爾定律的狀況,不論是樂觀、悲觀都各派的看法。未來會如何發展?就如同影片後最後說的:「We shall see」。

GPU供應商有哪些?

GPU供應商有哪些?目前,市面上主流的移動GPU由三家公司生產。 英國Imagination公司的SGX系列, 美國高通公司的Adreno系列,以及著名顯示卡晶片商 美國NVIDIA公司的移動GeForce系列。

其中SGX系列GPU是目前智慧型手機中套用最廣泛的GPU,高到三星i9000、iPhone 4,低到里程碑1,還有諾基亞新發布的MeeGo手機N9,統統用的是SGX晶片。而利用Adreno產品的手機相對少一些。使用最少的是NVIDIA的GPU晶片。資料來源:百科知識

GPU與CPU有什麼不同?

CPU 是什麼?

對手機而言,CPU中央處理器是讓手機進行運作的中央指揮中心、也可稱為手機的大腦,CPU 是決定程式執行速度的關鍵,無論是瀏覽網頁還是僅是製作試算表都會受到影響。

什麼是 GPU?

而GPU圖形處理器、GPU手機顯卡則是在中央指揮中心以下,負責繪圖運算工作的部門。因此CPU負責的是發送指令,而GPU則是接收指令,進行繪圖與顯示的幾何運算。

CPU 與 GPU 繪圖能力與速度上的差別

CPU 和 GPU 有很多共通點,但CPU 和 GPU 的架構非常不同,而且是針對不同目的而打造。CPU 會將其較少的核心數用於個別的工作上,並且專注於快速完成各項工作,因此,CPU 適合的工作類型非常多,其中包括一般計算和資料庫運行。相反,GPU是一種特殊類型的處理器,具有數百或數千個核心,經過最佳化,可並列執行大量計算。雖然GPU在遊戲中以3D彩現而聞名,但它們對執行分析、深度學習和機器學習演算法尤其有用。GPU允許某些計算比傳統CPU上執行相同的計算速度快10倍至100倍。

CPU是一步步來處理數據的,當需要處理大量資料與高速數據時,CPU很難滿足需要。在消費者對影音與拍照高度使用需求的影響下,一個專門處理圖形的核心處理器GPU (圖形處理器)應運而生。GPU主要功能還是遊戲影像以及呈現遊戲中愈來愈逼真的視覺效果,雖然 GPU 現在已經發展到可以用來作為通用的處理器並支援各式各樣的應用程式。

世界知名的顯示卡公司「NVIDIA」,請來知名的「流言終結者」主持人 Adam 和 Jamie ,希望他們能夠透過實際的科學小實驗,演示一下 CPU 和 GPU 的繪圖能力與速度上的差別。現在讓我們來看看他們的演示吧!

▲影片來源:NVIDIA YouTube頻道▲

搭載GPU的手機平板推薦

透過 Adam 和 Jamie 的簡易比較,現在你知道 CPU 和 GPU 在繪圖上有什麼差異了吧?GPU的發展史你也已有些基礎了,那不免俗地一定要把已經搭載GPU的手機平板推薦給大家,手遊玩家、遊戲重度使用者或是愛追劇的你,千萬不要錯過了唷!快來看看有那些手機平板進榜!

一、搭載GPU的手機推薦

Apple iPhone 13 Pro 128G (金)(5G)

Apple iPhone 13 Pro 128G (金)(5G)

6.1 吋 2,532 x 1,170pixels 解析度超 Retina XDR OLED 顯示器
●A15 仿生晶片
●1,200+1,200+1,200 萬畫素主鏡頭、1,200 萬畫素前鏡頭
●ProMotion最高達120Hz自動適應更新頻率技術
●超瓷晶盾玻璃+不鏽鋼邊框
●5G 上網、Wi-Fi 6、藍牙 5.0、NFC
●支援杜比視界錄製、夜間攝影、智慧型 HDR 4模式
●ProRes影片錄製最高可達 4K,30 fps
●全新OIS影像穩定、光學雷達掃描儀
●支援有線快速充電、15W MagSafe 無線充電、7.5W Qi 無線充電
●採用 Lightning 連接埠

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Samsung Galaxy Z Fold3 5G F9260 12GB/256GB

Samsung Galaxy Z Fold3 5G F9260 12GB/256GB

●Android 11 作業系統、One UI 3.1.1 操作介面
●6.2 吋 2,268 x 832pixels 解析度封面螢幕(120Hz 螢幕更新率)
●7.6 吋 2,208 x 1,768pixels 解析度內頁螢幕(可折式玻璃、120Hz 螢幕更新率)
●Qualcomm Snapdragon 888 八核心處理器
●全球省款IPX8防水等級的摺疊機
●12GB RAM / 256GB ROM
●封面螢幕:1,000萬畫素鏡頭
●內頁螢幕:400萬畫素,鏡頭主相機:1,200萬+1,200萬+1,200萬畫素
●支援5G 上網、Wi-Fi 6E、藍牙 5.0、NFC、側邊指紋辨識、臉部解鎖
●4,400mAh 雙電池,採用 USB Type-C 規格,支援閃電快充

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Samsung Galaxy Note 20 8G/256G (星霧綠) (5G)

Samsung Galaxy Note 20 8G/256G (星霧綠) (5G)

●6.7 吋Super AMOLED Plus平面螢幕
●5G+ 4G雙卡雙待
●S Pen遠端遙控3.0手勢操作
●可控式變焦8K錄影相機、全指向收音
●4,300mAh 電池超強電力續航
●Samsung DeX 無線多工應用
●IP68防塵防水等級
●支援25W USB PD 3.0閃電快充、15W無線閃充2.0

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Sony Xperia 1 III 12G/256G(灰)(5G) 6.5吋4K OLED超旗艦智慧手機

Sony Xperia 1 III 12G/256G(灰)(5G) 6.5吋4K OLED超旗艦智慧手機

●6.5吋21:9 4K HDR OLED 120Hz更新率
●結合5G與Wi-Fi 6連線、頂規高通S888處理器,強大效能不怕Lag。
●高達105mm潛望式望遠變焦鏡Dual PD感測器的三鏡頭與4組光學焦段相機
●即時物件追蹤對焦,隨手拍都專業!
● 4500mAh大電量,支援30W閃電快充、無線共享充電,追劇、旅行不怕沒電。
●360實境音效、杜比全景聲,彷彿和演出者共處一室。
●升級遊戲增強器,支援高幀率遊戲錄影與 30 秒回放預錄功能
●超強防水:具防水功能 (IP65/68)

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ASUS ROG PHONE 5S Pro ZS676KS 18G/512G 6.78吋頂規電競5G智慧手機

ASUS ROG PHONE 5S Pro ZS676KS 18G/512G 6.78吋頂規電競5G智慧手機

●6.78吋三星E4 AMOLED
●144Hz螢幕更新率,360Hz原生觸控取樣率
●5G+5G雙卡雙待
●18GB LPDDR5 RAM + 512GB UFS 3.1 ROM
●2400萬畫素前鏡頭
●6400萬+1200萬+500萬畫素主鏡頭
●支援WiFi 6、藍芽5.2、NFC、臉部辨識、指紋辨識
●6000mAh大電量
●彩色後置幻視螢幕
●採用USB Type-C規格,支援65W快充、PD3.0及QC 5.0

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二、搭載GPU的平板推薦

Samsung Galaxy Tab S7+ 12.4吋大電量筆電級平板 6GB/128GB (5G) 星霧金

Samsung Galaxy Tab S7+ 12.4吋大電量筆電級平板 6GB/128GB (5G)

●Android 10 作業系統、One UI 2.5 操作介面
●12.4 吋 Super AMOLED(120Hz 螢幕更新率)
●5G 上網、Wi-Fi 6、藍牙 5.0
●800 萬畫素前鏡頭,1,300 萬畫素 + 500 萬畫素後鏡頭
●提供 S Pen 手寫筆、遠端遙控 3.0
●光學螢幕指紋辨識
●Samsung DeX 無線多工應用
●Dolby Atmos 音效,內建AKG調校四組揚聲器
●10,090mAh 電池,支援45W閃電快充2.0
●支援 microSD 記憶卡,最高可擴充至 1TB 儲存空間

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Apple iPad Pro 11 3rd(2021)128GB(銀)(WiFi)11吋平板電腦

Apple iPad Pro 11 3rd(2021)128GB(銀)(WiFi)11吋平板電腦

●11吋Liquid Retina 顯示器,解析度2,388×1,668pixels
●Apple M1 晶片(8核心CPU+8核心GPU),共16核心神經網路引擎
●支援 Wi-Fi 6、藍牙5.0、iBeacon微型定位服務
●全面升級的 Thunderbolt 連接埠,提供超高速的傳輸體驗,有線連接頻寬最快可達40Gbps
●4顆杜比全景聲揚聲器
●智慧 HDR、人物居中
●支援 Apple Pencil、巧控鍵盤
●配置 28.65 瓦特小時電池
●前鏡頭:1,200萬畫素+後鏡頭1,200萬畫素+1,000萬畫素

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喬安姐
喬安姐

文字編輯/Columnist
與科技產業為伍近15年,工作之餘喜歡慢活、做菜、玩烘焙,是為兩個孩子的娘親。
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