手機獨顯再升級

7月中旬，realme發布了真我GT2大師探索版手機，除了升級高通驍龍8+移動平臺以外，還首發新一代Pixelworks X7“獨顯芯片”，突破性解決了游戲插幀時的最大痛點——延時問題。本期技術殿堂，就讓我們簡單了解一下這顆全新的視覺處理器吧。

在Android手機領域，2018年發布的黑鯊游戲手機首次配備獨立的圖像處理芯片（圖1），也正是在這個時間節點，Pixelworks（逐點半導體）才逐漸映入普通消費者的眼簾。正是在獨立圖像處理芯片的幫助下，當年的黑鯊游戲手機才獲得了對DCI-P3廣色域、視頻HDR的支持，還能在游戲場景中通過MEMC智能運動補償技術（MotionEngine）使畫質更流暢平滑不拖影。

到了2019年黑鯊2 Pro發布時，官方對宣傳話術進行了升級，稱新品配備了獨立顯示芯片，就好像電腦配備了獨立顯卡一樣（圖2）。從逐點半導體的新聞通告來看，黑鯊2 Pro內置Pixelworks Iris視覺處理器，除了MotionEngine和全時HDR以外，新增True View自適應顯示功能，可在不同亮度和色調的環境光照條件下實現最佳觀看效果，包括日光模式、閱讀模式及自帶DC調光2.0的夜視模式（圖3），而這也就是黑鯊2Pro所謂“獨顯DC調光2.0”的由來。

也許是黑鯊手機太過小眾，真正讓手機獨顯概念深入人心的，則是2021年iQOONeo5手機的發布，當時發布會官方通過巨大的“獨顯芯片”宣傳背景板（圖4），以及游戲All-HDR、游戲幀率倍增和高幀馬拉松三大殺手級功能，讓更多玩家親身感知到了獨顯能為手機游戲帶來的諸多妙用，時至今日武裝獨顯的手機也越來越多。

正如前文所述，手機廠商采用的所謂“獨顯”，幾乎都是來自Pi xel works，官方將其稱為“視覺處理器”（理解為獨立顯示芯片也沒啥問題）。包含Pixelworks i3（原Iris 3）、Pixelworks i6和Pixelworks X5（原Iris 5）和X5 Pro（圖5），定位依次提升。最強的Pixelworks X5系列主打MotionEngine技術，可以實現游戲插幀能力，iQOO Neo 5、iQOO Neo5S、iQOO Neo6、iQOO 9 Pro和realme真我 GT Neo3等手機就都是它的客戶。

在Pixelworks X5系列視覺處理器的幫助下，手機在系統層面可以實現“提升幀率”和“優化功耗”兩大功能。其中，“提升幀率”可以讓原本不支持120FPS的游戲實現120FPS顯示（圖6）。比如手機玩《原神》默認最高只能運行在60FPS模式，但在打開該功能后，游戲就能以插幀的方式變成120FPS（GPU實際計算量依舊為60FPS），從而進一步提升流暢度，和硬件渲染120FPS相比耗電量幾乎可以忽略不計。

“優化功耗”則是強制當前游戲以45FPS鎖幀運行，再通過Pixelworks X5插幀到90FPS顯示。相當于GPU只需渲染45FPS的資源，就能輸出90FPS的流暢畫面，從而明顯降低游戲過程中的功耗和發熱量（圖7）。可惜的是，Pixelworks X5系列視覺處理器在游戲插幀時會帶來較高的延時，導致游戲畫面和操作偶爾“不跟手”，玩起來很別扭。

Pixelworks X7登場

根據2021年全球游戲市場報告顯示，在全球27億的游戲玩家中，有25億是手機游戲玩家，數量遠遠超過PC游戲玩家（13億）和游戲主機玩家（8億）。手機以其便利性和越來越強的性能，已經成為游戲市場的最大硬件載體（圖8）。

對于手機玩家，相信都曾遇到過4個難以規避的問題：1，玩游戲太耗電，續航時間驟降，發熱量猛增;2，隨著游戲時長和溫度的增長，非常容易出現降頻鎖幀（丟幀和卡頓），甚至斷崖式幀數驟降;3，黑暗場景中缺乏足夠的對比度和細節;4，在黑暗和日光直射環境等極端條件下無法滿足觀看體驗。

為了解決上述問題，逐點半導體在2021年11月就正式發布了第七代視覺處理器（Pixelworks X7），它繼承了前幾代產品的性能與優勢，并在此基礎上進行了迭代與優化，尤其在處理游戲視覺體驗方面，推出的超低延時插幀技術配合愈加成熟的智能顯示管理與超分辨率解決方案，力求解決用戶在游戲顯示方面的關鍵訴求（圖9）。

從官方的新聞稿來看，PixelworksX7主要在如下方面為終端用戶帶來全新體驗：

超低延時MotionEngine技術

通過與業內知名的游戲引擎公司合作，Pixelworks X7在游戲內容端與制作端進行了更深度的挖掘，通過生態鏈整合及算法優化，在降低GPU負載的同時，將畫面的插幀延時降至物理可能的最低水平，進一步提升了平滑度及跟手性，讓用戶在任何智能終端設備上都能暢享不同游戲的高幀率體驗（圖10）。

低功耗超級分辨率

Pixelworks X7新增超級分辨率模式，可通過算法將內容由低解析度擴展到高解析度。在這過程中，手機將持續處于低功耗狀態，用戶可享受更長時間的高清游戲和視頻體驗。而對于一些分辨率本身就比較低的游戲，超分辨率模式更為其在移動設備上的畫面呈現帶來了質的飛躍。

3D降噪

Pixelworks X7采用最新的3D降噪模式，不僅針對2D圖像本身的噪點進行解析，還通過前后幀的動態分析，實現更精準的降噪，使圖像更清晰，更真實。

基于人工智能的全時HDR體驗

Pixelworks X7繼承了源于i6的AI能力。通過低功耗的AI顯示推理功能，可通過場景檢測、動態調整局部對比度和清晰度，動態檢測并保護膚色。可以根據環境照明條件、顯示內容的動態對比度、銳度、亮度、色溫等，智能實時調整顯示屏的對應屬性，顯著提升照片、游戲動畫以及視頻的圖像顯示質量，提高觀看的舒適度。

出色的顯示屏校準

Pixelworks X7具備專利高效校準技術，可讓用戶享受到sRGB、DCI-P3和自定義色域中所有應用和內容的真實色彩。即使在昏暗光線下，也可通過校正低亮度下AMOLED面板上發生的色偏，以確保整個屏幕色彩的準確性。同時，通過引入De-Mura算法，因亮暗不明所引起的屏幕色斑、亮斑、暗斑等問題也可以得到有效緩解。

新一代獨顯的魅力

市面上裝備Pixelworks X5系列視覺處理器的手機有很多，但它們僅支持2倍游戲插幀，也就是30FPS插幀到60FPS、45FPS插幀到90FPS或60FPS插幀到120FPS。

作為第一款列裝Pixelworks X7視覺處理器的手機，真我GT2大師探索版手機可以帶來“4倍插幀技術”（圖11），目前已經適配了《航海王熱血航線》游戲，在該游戲中可看到“低功耗120幀”的選項（圖12），開啟后GPU只需渲染30FPS的畫面，而我們看到的則是由Pixelworks X7四倍輸出的120FPS畫面。

官方的解釋如下：“通過與《航海王熱血航線》游戲內容的整合，Pixelworks手游渲染加速引擎得以產生游戲中的圖形運動向量，通過與Pixelworks X7視覺處理器默契配合，精準實現兩種模式的幀率優化模式：低功耗模式（4倍插幀）與高畫質模式。兩種模式均可將游戲渲染至120FPS的絲滑效果，并有效降低功耗，與此同時又各有所長。前者可在低功耗下讓低幀游戲秒變高幀;后者則可讓高幀游戲運行更穩、功耗更省，用戶可根據自己的喜好選擇適合的幀率優化模式進行體驗”。

最關鍵的是，Pixelworks X7可將插幀延時從上代Pixelworks X5的30ms+降低到10ms，幾乎無感，確保游戲操作的跟手性。目前無感插幀模式已在《和平精英》《王者榮耀》《原神》《QQ飛車》以及《航海王熱血航線》等20多款人氣手游上實現適配。除上述游戲外，插幀技術還在幾大熱門視頻APP上實現應用，用戶可在騰訊視頻、愛奇藝視頻、優酷視頻、B站開啟相關功能獲得更加絲滑和流暢的畫質體驗。

在Pi xe lwo r ks X 7的幫助下，真我GT2大師探索版還支持游戲超級分辨率的功能，目前已經適配《原神》和《和平精英》兩款游戲，其原理是由Pixelworks X7通過算法將內容從低解析度擴展到高解析度（圖13）。這意味著，我們可以將游戲畫質設定為低（降低GPU負載），再通過游戲超分功能低功耗提升畫質，解決昔日魚（畫質）和熊掌（功耗）不可兼得的尷尬（圖14）。

總之，最多4倍的超低延時插幀技術，以及低功耗的超級分辨率技術，都是Pixelworks X7有別于上代X5的核心賣點（圖15），它們都能進一步解決用戶在游戲中的真實痛點。繼真我GT2大師探索版之后，相信很快會有更多新款手機武裝這顆視覺處理器，而我們也希望這兩項好用的新功能可以完美適配更多的主流游戲。