性能出众的“小众”产品——Vivante的GCxx

与PowerVR、Mali、Adreno等明星相比，Vivante公司的GC系列GPU核心就不太为人熟知了，就连市场份额比它少的Tegra系列都比Vivante知名。去年让Vivante露一大脸的是华为旗下的海思K3V2，这颗号称“世界最快四核”的移动处理器在华为去年的Ascend D1四核、荣耀2四核以及今年初的Ascend D2、6.1寸超大屏的Mate上全面应用，其16核GPU实际上就源于Vivante的GC系列GPU。

华为的K3V2处理器使用的就是Vivante的GC4000核心

Vivante其实还是挺有资本的，创立于2004年，创始人好像还是个华裔，他们专注于移动GPU市场，2010年的时候就有超过40家授权单位，主要客户有Marvell、飞思卡尔等，很多人不知道的是国内的瑞芯微电子的RK2918以及自主知识产权的国产明星“龙芯-2H”使用的也是Vivante的GPU核心。

Vivante给人的感觉就是“小众”，好听点的说法是“Vivante虽然小众，但是性能出众”，难听点的说法是“Vivante的GPU性能出众，但是市场小众”。只不过从市场统计上看，Vivante的GC系列在移动GPU的份额上仅次于PowerVR、Adreno以及Mali之后，2012年上半年的全球份额是9.8%，比Tegra的2.5%份额要高得多。

说起来Tegra才是小众，他们是大众产品呢，只不过Vivante在消费级的智能手机和平板领域确实露面太少，给人的印象是“小众”。

主力产品：GC400、GC800、GC4000

Vivante目前的主力产品是支持OpenGL ES 2.0的GC400、GC800、GC1000、GC2000及GC400，其中GC400是基础，GC1000-4000都是以它为基础设计的多核产品，GC4000就是8核，华为的K3V2宣称的16核GPU实际上是2个GC4000核心。

GC400使用的还是TSMC 40nm LP工艺，理论核心面积为1.2mm²，实际电路面积是1.6mm²，三角形生成率是15M Tri/s，像素填充率是150M pix/s，理论性能是3GFLOPS，8核的GC4000就是GC400的8倍，16核自然就是16倍了。

双核GC4000的理论性能可达96GFLOPS，核心面积24.8mm²，单纯的数据指标不好理解，我们拿它与苹果A5X做个对比，后者使用的PowerVR 554MP4核心，理论性能为76.8GFLOPS，GPU核心面积约为36.6mm²，32nm工艺，这说明双核GC4000在制程工艺落后的情况下核心面积更小，但是理论性能更强。

GC系列性能如此强劲的一个原因还在于它的高频率，他们的GPU通常有AHB和AXI两个接口，AHB总线下运行频率为400MHz，AXI总线下可达600MHz，这可比A5X的GPU 250MHz的频率高得多。

Vivante未来的产品规划

至于未来的产品规划，2011年的路线图上就规划了性能更强的GC600和GC800，原本预计在2012年Q1季度亮相，使用的工艺甚至会升级到20nm，不过目前来看Vivante最成熟最高端的产品还是GC4000，后两者并未见到产品发布及上市。

Vivante GC系列GPU特点与点评

现在来汇总一下Vivante的GC系列GPU核心的一些特点。

1、支持业界标准，兼容多种API规范

这一条本来是移动GPU厂商的基本工作，但是鱼龙混杂的市场Vivante对业界标准的支持还是非常好的，因为他们本身就是标准制定者Khronos中的成员，对OpenGL ES、OpenCL、OpenVG以DX等规范支持的比较好。

当然了，Vivante的硬件还要继续升级，目前的GC4000还只支持OpenGL ES 2.0，也没有采用统一渲染架构，制程工艺也应该升级。

2、最高的性能/面积比

前面的规格介绍中就可以看出GC系列GPU的优点是核心面积小，理论性能高，二者集合在一起就是Vivante的GPU有着业界最高的单位面积性能。

与ARM的Mali、Imagination的PowerVR相比，GC系列的单位面积三角生成率是其他厂商的3倍，像素填充率是1.5倍，浮点性能是他们的2.5倍。

3、高倍抗锯齿下的低带宽要求

移动GPU开启MSAA抗锯齿之后三角形生成率直线上升，对带宽的要求更高，Vivante的GC系列对带宽的要求就没有其他厂商那么高，性能损失也更小。

4、为低功耗优化

GC系列根据GPU不同负载可分为活动、空闲、待机及睡眠多种状态，可以根据需要实现不同的性能配置。整合了先进的频率/功耗门控电路，可以动态开关GPU电路，独立的PLL电路还可以实现不同的频率调节，厂商还可以通过软件来调节GPU的功能。

Vivante的GC系列GPU还有一个优势前面也提到了，除了支持标准的纹理压缩格式外，它还支持S3TC压缩格式，跟Tegra是通用的，所以理论上THD游戏在Vivante的GPU上也会有同样的特效。

说完了优点再来看看它的不足。Vivante的GC系列GPU号称有着业界最高的单位面积性能，而且双核GC4000的配置在性能上已经秒了iPad4，但是实际使用中并没有这么夸张。就算最常见的跑分测试中它的3D性能不仅没达到iPad4的高度，高通的Adreno 320都要好很多，再算上有些游戏还存在兼容性问题，Vivante的GC4000有点名不副实。

造成这个现象的原因主要是GC4000核心在智能手机/平板上应用较少，开发商优化不足，但是Vivante自己的因素也不可忽视，其强大到逆天的理论性能是通过高频率实现的，但是实际使用中为了节能，GPU核心频率通常很很低，游戏中因为功耗和发热的限制也不会全速运行，这就形成了强烈的对比——跑分强，游戏性能一般。

具体的例子就是华为手机的作弊门。有人解析了华为手机的文件后发现荣耀2四核存在着对主要测试程序的优化，跑测试时超频运行。现在看来加压超频的可能并不大，更可能的情况是：测试时GPU运行在最高的600MHz频率下(GC4000可支持的最高频率)，但是实际使用中频率往往只有200-300MHz左右，这种反差带给人的感觉好像是华为手机在超频运行，是在作弊。

总之，Vivante的GC系列GPU核心核心面积小，理论性能强大，有着业界最高指标的单位面积性能比，但是Vivante的主要客户并不在智能手机和平板市场上，所以实际应用中优化不够给力，跟理论性能有很大差距，而缩小这个差距也不是一天两天就能完成的，Vivante及华为还得努力。

话说回来，期待他们继续优化GPU和应用并不意味着华为及Vivante的产品不好，从华为最近发布的固件升级及用户的反馈来看，主流的游戏中K3V2并没有什么问题，大型3D游戏同样玩得转。