CPUが足りませんか？ Android のフラッグシップ端末は、ゲームをプレイしているときになぜあんなに熱くなるのでしょうか?

携帯電話の発熱は確かに頭痛の種です。毎日の使用や長時間の通話により、携帯電話が熱くなります。さらに厄介なのは、大規模なモバイルゲームをプレイしているときに恐ろしいのは、ゲームがもたらす楽しさではなく、携帯電話の焼けつくような熱だということです。携帯電話がますます普及するにつれて、さまざまな携帯電話メーカーも携帯電話の発熱の問題を軽減するために多大な努力を払ってきました。コスト効率を重視するメーカーは、低価格の携帯電話に高級部品を搭載することさえあります。コンポーネントが優れているほど、消費電力は低くなります。長時間のゲームプレイによる発熱や、モバイルゲームによる発熱などの現象がなくなり、携帯電話のユーザーエクスペリエンスが大幅に向上します。 Androidスマートフォンがハンドウォーマーになった理由 携帯電話が熱くなる主な理由はいくつかあります。通話中に携帯電話が熱くなる原因は 2 つあります。1. 通話中は大量の電力が消費され、バッテリーの放電電流はスタンバイモードのときよりもはるかに大きいため、バッテリーは一定量の熱を発生します。 2. 携帯電話チップ内で熱を発散する部品：パワーアンプ。通話中に信号の受信と送信を行うパワーアンプチップはフルスピードで動作するため、スタンバイモードのときよりも放出される熱が大幅に多くなります。長時間の通話では、バッテリーとアンプの熱が蓄積されます。時間内に放散されない場合、携帯電話の温度が上昇します。特定の部分が特に熱くなっておらず、携帯電話に他の故障がない限り、20 分以上通話すると携帯電話が熱くなるのは正常です。ゲームをプレイするには2つの側面があります。一方ではバッテリーの放電によって発生する熱があり、他方ではゲームをする際にCPUやGPUが大量の計算を行うことによって発生する熱があります。従来の印象では、パフォーマンスと消費電力は常に比例するため、より強力な PC ホストには水冷システムやさらに強力な冷却システムを装備する必要があります。したがって、多くの消費者は、自分の携帯電話の構成は最高レベルかつ最高クラスであると言うでしょう。それなのに、なぜまだ発熱現象が起きるのでしょうか?偽の携帯を買ってしまったのでしょうか？皆さんがよくご存知の消去法を用いると、トップレベルの GPU はゲームの実行時にそれほど多くの熱を発生しないはずで、理論上は十分すぎるほどですが、実際には温度がそれほど高くなります。まとめると、Android スマートフォンで大規模なゲームを実行すると操作性が低下する根本的な理由は GPU ではありません。少なくともハイエンドの携帯電話チップでは、GPU パフォーマンスがボトルネックになることはありません。犯人は、そのかわいそうなチームメイトである CPU です。編集者は彼を不当に非難したわけではない。 3Dレンダリング実行時にCPUに過負荷がかかり、処理できなくなりました。 CPU を長時間実行する必要があり、その結果、携帯電話の温度が上昇しました。この時点で、なぜ対処できないのか少し混乱しているかもしれません。私のCPUパフォーマンスは最高です!次に、CPU 負荷の上昇の原因となる OpenGL について触れる必要があります。これは、クロスプログラミング言語とクロスプラットフォームプログラミングインターフェイス仕様を定義するプロフェッショナルグラフィックスプログラミングインターフェイスを指します。これは 2 次元および 3 次元の画像に使用され、強力で簡単に呼び出せる低レベルのグラフィックスライブラリです。コーディングの方法はシンプルであるべきです。 CPU と GPU は 2 つの水槽のようなもので、OPEN GL は真ん中の供給パイプです。このチューブがなぜそれほど効果がないかというと、皆さんが一日中 J-26 を再生しているからではなく、この規格が携帯電話で 20 年以上使用されているからです。この業界標準は、携帯電話がまだ初期段階にあった 1992 年に確立されました。しかし、携帯電話のプロセッサ性能が急速に向上するにつれ、ユーザーとメーカーの両方から不満や批判が出てきました。ついにOpen GLの公式組織も圧力に耐えきれなくなり、クロノスは2015年3月に次世代API仕様Vulkanを発表しました。新しいクロスプラットフォーム設計を採用しましたが、最も驚くべきことは描画コマンドのオーバーヘッドが大幅に削減され、マルチスレッドのパフォーマンスが向上し、レンダリングパフォーマンスが高速化されたことです。 Vulkan は、2015 年のゲーム開発者会議 (GDC) で Khronos 組織によって初めて発表された、クロスプラットフォームの 2D および 3D グラフィックスアプリケーションプログラミングインターフェイス (API) でもあります。 OpenGL と同様に、Khronos Group によって開発されています。これは AMD Mantle の後継であり、その強力な低オーバーヘッドアーキテクチャを継承し、ソフトウェア開発者が Radeon GPU とマルチコア CPU のパフォーマンス、効率、機能を最大限に活用できるようにします。 Vulkan は、Linux、Windows XP から Windows 10、Android などのオペレーティングシステムをサポートしています。Vulkan は、AMD、NVIDIA、Adreno、PowerVR、Mali などのデスクトップ GPU やモバイル GPU など、より多くの GPU をサポートすることもできます。これは、携帯電話メーカーとユーザーにとって素晴らしいニュースです。下の図は、OpenGL/OpenGL ES と Vulkan の違いを説明しています。 OpenGL ドライバーは巨大なインターフェースレイヤーです。アプリケーションは GPU リソースに直接アクセスするのではなく、OpenGL インターフェイス方式に従ってアクセスする必要があるため、次のような多くの問題が発生します。① 複雑なドライバーにより CPU オーバーヘッドが過度に増加し、デバイスの動作が予測不可能になります。つまり、アプリケーションは特定のインターフェース呼び出しのコストを予測できず、コード実行を最適化できません。 ② ドライバーは常にエラー検出をオンにするため、CPU に追加のオーバーヘッドが発生します。実際、アプリケーションが独自のエラーチェックを実行する場合、ドライバーはそれを再度実行する必要はありません。 ③ドライバーはシェーダーコード全体を再コンパイルしてリンクする必要があるため、アプリケーションの起動時に初期化にさらに時間がかかります。 ④デスクトップシステムとモバイルシステムでは異なるAPIインターフェースを使用します。 OpenGL ES はモバイルデバイスで広く使用されていますが、デスクトップシステムでは依然として OpenGL が使用されているため、プラットフォーム間でアプリケーションを簡単に開発することが困難になっています。 Vulkan の目的の 1 つは、OpenGL ドライバーの欠点を回避することです。比較すると、Vulkan には次の特徴があります。① ドライバー構造がよりシンプルなため、オーバーヘッドが少なくなり、デバイスの一貫性が向上します。 ② ドライバー実行時の正確性検証やデバッグ情報をオンデマンドでロードできるよう階層化アーキテクチャを提供する。十分に検証されたアプリケーションの場合、エラー検出とデバッグコード実行のオーバーヘッドを節約できます。 ③Vulkan ランタイムはシェーダコードの文字列全体を処理する必要はなく、代わりに SPIR-V 中間コードを処理します。これにより、シェーダーのコンパイルとリンクの時間が大幅に節約されます。 ④ モバイルプラットフォーム、デスクトップシステム、組み込みデバイス向けに統一されたAPIを提供します。 Vulkan は、メモリ管理、マルチスレッド管理、同時アクセス保護については責任を負いません。これらのタスクはアプリケーションに転送され、Vulkan は GPU へのサービスの提供にのみ集中すればよくなるため、より効率的な処理速度が実現します。 Vulkan は、詳細なハードウェア制御をサポートし、Windows 7、Windows 8.1、Windows 10、Linux に高速なパフォーマンスと高画質をもたらします。 Vulkan API は、非常に高い OS 互換性、レンダリング特性、ハードウェア効率も提供します。これは、コンピューターチップメーカーだけでなく、携帯電話チップメーカーにとっても大きな舞台となります。 Apple のMetal は、iPhone および iPad での GPU プログラミングのための効率的なフレームワークです。 Metal という名前は、このグラフィックスフレームワークが非常に低レベルであるという事実に由来しています。非常に低レベルであるため、金属板 (Metal) に非常に近いのです。少なくとも、グラフィックスの面でさらに一歩前進し、基盤となるハードウェアへのより直接的なアクセスをサポートできるようになります。これは、携帯電話のチップ上で実行される OpenGL または iOS グラフィックスライブラリのオーバーヘッドが常に高すぎるため、放熱が困難になり、より直接的なアクセスを開放する必要があるためです。このフレームワークは、3D グラフィックスレンダリングと並列コンピューティングという 2 つの主な目的のために設計されています。これらは、グラフィックスにおいて最も一般的に関係する 2 つの要素でもあります。どちらも、GPU 上で大量のデータに対して並列計算を実行するための特殊なコードに基づいています。 Metal は OpenGL ES と比較してリソースのオーバーヘッドを大幅に削減できます。 OpenGL を使用してバッファまたはテクスチャを作成する場合、このデータの使用中に GPU が他のアクセスを行う場合に備えて、コピーが作成されることがよくあります。データの安全性を確保しながら、バッファやテクスチャなどの大きなリソースをコピーする場合、その結果生じる消費量は想像に難くありません。一方、Metal を見てみると、その処理方法はより単純で、開発者は CPU と GPU 間でこのデータを同期して使用できることがわかります。このため、Apple は、この種の同期アクセスを容易にするより優れたインターフェイス、Grand Central Dispatch (GCD テクノロジー) も提供しています。ただし、Metal を使用してこれを実現することもできます。いわゆる高度なエンジンは、コピーを生成せずに、ロードまたは削除する必要があるリソースを効率的にレンダリングできます。もちろん、ほとんどのゲーム開発者は高度なグラフィックインターフェースに興味がないかもしれませんが、多くの主流エンジンは Metal を採用し始めており、開発者は開発中に独自の API を作成する必要がなくなるというメリットを享受できます。さらに、ゲーム愛好家にとって、Metal の登場により、開発者はより素晴らしいゲームグラフィックスを作成し、よりスムーズに実行できるようになるため、これは間違いなく大きなメリットとなります。結論グラフィカルインターフェースの知識は私たちにとって遠いもののように思えるかもしれませんが、現実的には私たちの周りに存在しています。現在、利用可能なグラフィックスインターフェイスソリューションがますます増えているため、各メーカーが独自のハードウェア層 API を開発すると、開発者にとって問題が発生するだけです。グラフィカルインターフェースに関しては、均一に更新されるのがベストでしょう。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。

<<: Google はなぜダウンしないのでしょうか?

>>: 中国乗用車協会：2025年2月の自動車販売は月間過去最高を記録し、販売された10台のうち7台が国産車だった。