一加 10 Pro HyperBoost 技术解读 到底强在哪?

2022 年 1 月 20 日 ZEALER订阅号

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上周发布的一加10 Pro,在 ColorOS 12.1 上全新升级了 HyperBoost 全链路游戏稳帧技术。今天我们就来跟大家聊聊,这套技术究竟是怎么回事。





GPA 稳帧


其实玩家们对游戏体验的期待,归根到底就两个字:别卡。翻译一下,就是帧率要稳。想做到这点,最简单粗暴的办法就是让 SoC 放开了跑,但机身温度可就收不住了。



先不说有多少人愿意捧着个“烫手山芋”打游戏,手机发热的问题,咱们国家可是有行业标准的,最高不能超过 48 度。所以主流厂商通常都会设置“温控墙”,一旦温度超过限制,就降频锁帧。然而帧率骤降往往发生在团战之类的重负载场景。如果《和平精英》正准备开镜拼枪,这时候突然卡一下,你心态崩不崩?



这次 HyperBoost 中的“GPA 稳帧”技术,在理念上又往前推进了一步。它的中枢是一套自研的 AI 内核。除了游戏厂商提供的场景信息之外,它还会实时抓取游戏过程中的各项指标,比如帧率、线程、设备温度和耗电量等等,利用这些信息对当前游戏设置下的稳态帧率和温度做出预测,并以此为目标,按每分钟 1200 次以上的频率动态调度系统资源。



我们拿一加 10 Pro 和另一款同样搭载骁龙 8 平台的手机,对《和平精英》进行了测试。可以看出,即使是 30 分钟的战斗,一加 10 Pro 的整体表现都非常稳定,一条直线走到底。另一台的表现虽然也非常稳,但中间还是出现了降频锁帧的表现,从 90 降到了 80。



这就是 GPA 稳帧发挥的效果,它集成在 ColorOS 底层,对头部游戏默认生效。这时候肯定有人要问了:默认生效?那游戏助手里这个“极限稳帧”的开关又是啥?我们也问了工程师,它其实是在 GPA 稳帧的基础上,为 5 款左右重负载游戏专门定制的功能,打开之后帧率波动更小,但整体的平均帧率会稍低一些。我们也拿代表性游戏《原神》进行了测试。可以很明显地看到,虽然一加 10 Pro 与竞品的平均帧率几乎相同,但是在 Jank 数量以及整体帧率的平滑度方面,一加 10 Pro 无论是否开启极限稳帧功能,优势都非常明显;而且开启极限稳帧之后,整体数据会更加优秀。尤其是刚从一加手机切换到其他手机,来回转动角色时,会明显感受到卡顿。如果喜欢玩《原神》这种重负载游戏,一加 10 Pro 的确能带来更平稳的帧率表现。



总的看来,GPA 稳帧的优势主要体现在两个方面。对玩家来说,它避免了“温控墙”造成的帧率断崖式下跌,游戏体验更好;对厂商来说,AI 的介入不仅减轻了人工适配的压力,还能逐步实现颗粒度精细到单一用户的个性化调校,真正做到“千人千面”。




O-Sync 超频响应


话说回来,有时候你玩游戏觉得卡,并不是性能不够,而是显示响应的延迟太高,也就是操作“不跟手”。


从手指点击屏幕,到游戏画面给出反馈,中间其实要经历很多环节。你可以把整个过程想象成一家工厂里的三个车间。“屏幕车间”接收到触控信号后,传递给“系统车间”进一步处理,再送到“游戏车间”;“游戏车间”接到指令后,叫来 CPU 和 GPU 两位技工开始画图,画好了又交回“系统车间”做图层合成,最后通过“屏幕车间”输出结果。只要“工厂”能保证稳定的产出频率,用户就能看到连贯顺畅的画面。前两个车间,所有手机基本都是固定好的,处理时间总共 20ms 左右足够完成。



最容易出现问题的是第三个车间,也就是画图到输出这一段。负责合成和显示这两位都是“一根筋”,手头的东西没交出去就不接新活。于是就需要一位调度员,按照出货节奏通知这几位工人按时干活和交接,统一进度。这就是所谓的“垂直同步”。



问题来了。“垂直同步”这位调度员是按固定间隔发号施令的,万一 CPU 和 GPU 接到一张复杂的图,没能在一个间隔的时间里画完,那就只能等调度员下次通知的时候再“交货”;而且别忘了,合成和显示的交接也得按节奏来,前面耽搁了,后面肯定赶不上,一来二去就产生了延迟,而用户感知到的,就是游戏画面不跟手。



O-Sync 的解题思路,则是打破各个环节交接的固定频率,无论 CPU 和 GPU 什么时候把图画好,都能马上交给系统做合成,再第一时间送到屏幕上显示出来。实现这样的“动态同步”,不仅需要屏幕硬件的配合,还得重构 Android 系统的渲染和显示机制。所以在 LTPO 的基础上,一加 10 Pro 定制了屏幕驱动 IC,ColorOS 底层也融入了自研的低延迟算法,最终把游戏画图到显示输出阶段的延迟降低了 30 毫秒,这已经突破了 120Hz 垂直同步的上限。


听说一加对此专门做过研究,发现延迟降低 2 到 11 毫秒,人就能察觉出来。至于真实使用场景下,O-Sync 的感知到底强不强,也欢迎大家有机会体验之后,在评论区跟我们交流分享。



工程师告诉我们,由于架构改动比较大,再加上一些不可控因素,目前 O-Sync 还是需要针对部分主流游戏做调校。不过相比之前的版本,现在适配 O-Sync 的游戏已经从 5 款增加到 10 款,支持了高帧率,也解决了低亮度下闪屏关闭的问题。等整套机制的稳定性得到充分验证之后,全量开放应该只是时间问题。




图形异构


关注一加的人应该都听过“快、稳、省”三个字。O-Sync 和 GPA 稳帧主要负责“快”和“稳”,那在这个基础上,还能不能再省一点功耗出来呢?毕竟打游戏这么舒服,自然希望能多打几把。HyperBoost 里的图形异构技术,就是干这个的。



其实游戏最吃资源的地方,就是高强度地调用 CPU 和 GPU 画图。估计各位也听说了,高通最新的骁龙  8 平台,GPU 性能提升明显,但功耗也跟着上去了。要是游戏运算量太大,还会让 SoC 长时间满频运行,进一步抬高功耗。



“图形异构”这四个字听起来挺神秘,实际上...也确实挺神秘的。因为 GPU 都是按 CPU 的指令干活,而它俩之间的沟通机制却是个“黑箱”,通常来说中间的过程是不可见的。图形异构技术首先要打开这个“黑箱”,然后弄清楚 CPU 向 GPU 发送的指令究竟代表什么,比如哪条指令渲染的是 UI,哪条渲染的是动效,哪条渲染的是花草等等;掌握了这些信息,就获得了调度的主动权,系统可以根据每款游戏的特点,为重要的图形渲染指令优先分配硬件资源,通过这种方式来降低 GPU 功耗。



一加的工程师们告诉我们,借助图形异构技术,一加 10 Pro 相比同等配置的竞品,可以节省至少 5% 以上的功耗,效果让人很是满意。毕竟在这个所有应用都在抢电的年代,任何一点的功耗降低都非常关键。由于涉及对每款游戏渲染指令的优化,图形异构技术的适配难度以及所需的人力成本会稍微高一些。当然它带来的益处还是很明显的,所以我们也希望一加能在这条路上坚持走下去。




结语


其实 GPA 稳帧、O-Sync 和图形异构这三者的作用是相辅相成的:控制住了功耗,就能降低发热,尽量避免锁帧;而帧率越稳定,从触控到显示的整条链路也能跑得更顺畅。缺了其中任何一环,HyperBoost 都不可能发挥出全部实力。



从上面一系列的测试来看,这套技术的表现还是超出我们预期的。对于主流游戏而言,各家手机厂商的优化调校都是相当到位,很难拉开差距;而一加则是另辟蹊径,用“同样效果,我更省电”的方式,在一众竞争对手中取得领先位置。尤其在重负载游戏上,一加 10 Pro 的优势更加明显,特别是《原神》这个旗舰手机看到都直呼头大的重负载热门游戏。如果你喜欢玩《原神》,那一加 10 Pro 可能是迄今为止表现最好的手机之一了。


智能手机发展到 2022 年,我们发现,技术层面单点突破的红利正在消退。面对硬件同质化的大背景,依靠单纯拼硬件、抢首发的方式来吸引消费者购买,已经很难达到预期。通过“软硬结合”的手段对性能和体验进行精细化调校,才是真正能打动消费者,让消费者认可品牌的关键。首发 HyperBoost 全链路游戏稳帧技术的一加 10 Pro,用近乎完美的游戏表现,让我们看到了回归 OPPO 之后,一加在技术以及系统方面的快速进步。


我们也相信,如何做到软硬结合,通过 AI 等技术来充分发挥 SoC 等硬件性能,将成为检验手机厂商综合实力的又一块试金石。期待市场上能出现更多像 HyperBoost 这样的技术方案,因为竞争之下,受益的永远是消费者。





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