iPad Air 顯卡性能直逼桌面顯卡性能？那為什麼桌面顯卡還要用風扇，而且還這麼大？

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看了一個iPad Air的測評視頻，裡面有說到iPad上採用的顯示圖形晶元（集成在A7中）的是PowerVR G6430，其理論性能直逼桌面顯卡HD7750？我想知道真的有這麼強嗎？而且功耗又這麼低？桌面顯卡存在的意義在哪裡？真的是這樣的話HD7750豈不是弱爆了？

首先，可以確認一件事：PowerVR G6430的浮點運算性能能夠達到HD7750水準（1TFloaps）是一個正宗的軟文，或者至少也是個避重就輕，模凌兩可的說法。

Imagination的官方說法是：「PowerVR 6-series GPU cores are designed to offer computing performance exceeding 100GFLOPS (gigaFLOPS) and reaching the TFLOPS (teraFLOPS) range enabling high-level graphics performance from mobile through to high-end compute and graphics solutions.」

意思是PowerVR的6系列GPU能達到100GFlops到1TFlops的性能範圍。而iPad Air和iPhone 5S的G6430到底是什麼水平？

引用Anandtech的數據「The G6430 inside the A7 is a 4-cluster configuration, with each cluster featuring a 16-wide array of SIMD pipelines.」

上圖中列出的76.8GFlops是當G6430在300MHz主頻時的浮點運算性能。浮點性能的計算公式是：FP32=Shader頻率(MHz)*每個周期完成的浮點操作數*Shader數量/1000
PowerVR的GPU從SGX544MP開始，每周期能執行2次FP32（單精度）操作，因此可知G6430的SP數量為128個，符合上圖中給出的規格。

因此，若要讓iPad Air的G6430這個型號的GPU浮點運算性能達到1TFlops，需要其Shader頻率飈到大約4GHz，顯然是不可能的。所以能夠達到1TFlops的PowerVR GPU，Shader數量肯定遠高於128個，同時功耗也不可能再是5W左右了。

要繼續說PowerVR GPU的實際性能，就要說到它的架構：

從這張架構圖上來看，雖然PowerVR在5系列時代就已經過渡到了統一渲染架構上，但其仍然包含不少用於渲染Pixel和Vertex的Fixed Unit，以輔助Unified Shading Cluster Array進行運算。其中就包含Vertex、Pixel和Texturing（頂點、象素和紋理）的Data Master或Co-Processor。在前端有一個Coarse Grain Scheduler作指令發射器用途，用於調度Unified Shader執行頂點或像素渲染。

這樣的架構，對Coarse Grain Scheduler的調度能力/方式要求很高。它的調度方式會嚴重影響GPU實際性能，甚至是GPU的正常功能。比如，在發射這些亂序指令的時候通常都會給予Pixel Data稍高的優先順序（提高Shader利用率）：
如果Vertex Data具有了更高的優先順序，那麼肯定會由於後面USSE流水線任務堆積，造成Vertex Data不能退出Shader Unit（已完成的Pixel處理結果在等待大量正在操作或等待被執行的Vertex指令），而後續圖形流水線中的Pixel Data又因為Vertex Data佔用了Shader Unit，無法調用USSE進行下一步/下一幀運算，結果就是沒辦法餵給後面Fixed Units（Tilling、Pixel、Texturing）足夠的任務，從而導致流水線被互鎖。
又不能讓Scheduler的拚命發送Pixel Data，這會導致USSE處理Pixel速度過快，從而讓過多Shader過早完成運算，同時Vertex Data一直處於等待狀態，浪費了本來可以利用的帶寬和運算性能。

所以，PowerVR的浮點運算性能只是一個基於此架構下的最大Shader頻率和最多Shader數量計算出來的理論值（比如1TFlops是在1GHz頻率，512個Shader/USSE單元的情況下的理論浮點運算性能，也是PowerVR 6-Series GPU能達到的最高規格），而實際的運算性能由於受發射器演算法、內存帶寬大小、實際應用的類型、功耗限制、發熱量等因素的影響，將會遠遠低於理論值。

舉個例：的理論單精度浮點運算性能是4500GFlops，而實測只有在執行「Multiply-Add」純數學運算時，單精度浮點運算性能才能接近標稱值：

而理論浮點性能為4300GFlops的HD7970，在此測試中的最高性能為3200GFlops（7970 GHz Editon能跑到3400）。

由於GPCBenchmark通用的函數庫及API介面進行編寫，所以並未針對某一架構做優化，也就是說需要經過GPU中的指令解析器「翻譯」之後才能執行，這就會大幅影響最終運算性能。這也是AMD顯卡在實際的複雜通用計算場景中，浮點性能不如NV的原因，特別是雙精度浮點的性能差距更大（還記得某超算當時把4870*2全部換成Tesla M2050不？），畢竟實際的運算不是跑個Linpack那麼簡單。

現實應用中，能理想條件下的運算場景實在非常少，而挖礦恰好算一個對離散數列的純運算型應用（單純依靠流處理器/流處理單元的數量和理論運算速度，類似乘加計算方式），所以「狂堆」流處理單元的HD7970在這類應用上就佔盡優勢了，由於不依靠調度發射器進行任務類型的分配和運算資源調度，所以7970能在挖礦時獲得更高效率。

話題說回來：移動GPU之所以能用更小的功耗實現與更大功耗桌面GPU在某種特殊條件下差不多的圖形運算性能，是因為移動設備上的圖形運算需求更簡單。移動GPU強調的不是實際多邊形生成能力、不是更高的像素填充速率或更高級的紋理運算、曲面細分等高級特效，而是利用高質量貼圖，搭配較少的多邊形數量和較小的紋理解析度，達到在低功耗時能獲得最好的畫面輸出效果。這樣的理念在家用主機上也有很明顯體現。

最典型的例子是GT5在PS3上的RSX GPU（7800GTX級別）上實現了在當時趕超PC遊戲的畫質，而手段並非通過GPU強大的運算能力，而是採用真實場景的照片來做貼圖（特別是高精度建模的車輛），同時儘可能降低畫面中不太引人注意的物體的多邊形數量和貼圖質量（看看賽道環境以及旁邊的樹木等物體的質量），最終實現給人驚艷的畫面體驗。

A7里集成的G6430，float 32是115.2 GFlops，只有Radeon HD 7750的14%。目前絕大多數高端移動GPU，性能都只有桌面中端顯卡的1/10。差距就是這麼大。詳細列表請見 GPUs comparison。

來晚了，不好意思。
典型的斷章取義啊，「PowerVR G6430理論性能直逼桌面顯卡」這句話是有前提，軟文這裡說的是它的「理論單精度浮點性能」，即處理核心對這一類型數字指令的計算速度，這個浮點性能有單雙精度之分，一般應用於科學計算居多。文中所提的單精度計算對遊戲的性能有影響，但是其應用的偏重性並非單純在圖形運算上，作為衡量核心性能的指標之一，它並非是決定性的，因為我們對於應用性要求是很廣泛的。
每家圖形公司它們對於設計的思路和架構都不是一樣的，追求的計算效率與應用目標都不一樣，半導體的工藝成熟度都對功耗有所影響，如果G6430真有取代桌面顯卡的性能，它的晶元體積和功耗起碼也會攀升到後者的水平上，就跟我們的汽車油耗一樣，你不能又想馬兒跑，又不給它吃草啊。

如果它主流測試項目都超過桌面顯卡，那科技股真的洗牌了~那時候我們真的要「畢業」了

我的自行車輪子是26寸的，比大多數汽車的都大，然而我還是追不上汽車。

2000的東西秒殺上萬我信我就是傻逼

就聽他們鬼扯，趕超hd4200這種核顯就謝天謝地了，太沒節操了

那視頻作者瘋了么？還桌面卡，移動卡都打達不到啊
另外，蘋果的移動卡那降頻……哎，那發熱簡直……哎

抱著我的 ipad 瑟瑟發抖。這是HD7750 在知乎上被黑的最慘的一次，居然被淪落到跟移動端來比較（笑

ipad上面最好的幾個作品（王者農藥就不要用來湊熱鬧了），狂野飆車8，混沌與秩序，無盡之劍2，極品飛車-熱力什麼的，從2015年到2016年的遊戲，基本上畫質還沒能夠達到了火炬之光2的水平。嗯，後者是2012年的遊戲。

所以不能光看跑分，就斷定二者的性能（況且跑分來看也沒有超過HD7750吧）

抱著我的 HD7850 crossfire瑟瑟發抖。不說了，我先去打一局以撒了，應該不會卡。

這個問題很簡單，雖然蘋果的顯卡理論上有很高的性能，但是它在iPad里不可能有機會發揮出來。當你看一部高清電影或者玩一個畫面複雜的遊戲時你就會發現，iPad的背面已經可以煎雞蛋了

桌面顯卡的理論性能甚至比自家PPT還恐怖，你談理論性能?玩個遊戲就別談什麼單精度性能了，TITAN X7.1T的單精度，玩起遊戲來不照樣敗給閹割單精度超頻的980Ti

iPad pro拿出來倒是真有一點實力，不過屁吸也不是原地踏步。。。

其實桌面不用風扇的顯卡都比這貨要強得多。
要是真能做到比肩桌面，當年Power就不會狼狽地被趕出桌面市場了。

軟文不要信，而且7750這種中低端顯卡放到現在來講已經很不適合玩遊戲用了。龔敏敏的回答里數據已經很詳細了。

類似問題還有什麼手機拍照這麼屌還要單反幹嘛這種

ipad air 用戶說一下：
真是沒法比好么。上面有評論說無盡之劍。真的玩過無盡之劍么。完全就是10年前的畫面水準吧。。不想吐槽所謂的ipad平台3D大作了。還是一些2D和貼圖類的3D看著舒服一些。