android手機GPU顯存有必要麼？

01-05

android 的應用通過調用opengl的介面和著色器語言，來使用GPU進行畫圖，畫圖的結果如果存在顯存當中的話，那還是需要將buffer數據搬到內存中去，這樣還不如直接設計讓GPU在內存中畫圖。我做這樣的猜想是因為，GLSurfaceView到底也是會在surfaceflinger中創建一個Layer，Gralloc來幫助這個Layer分配內存，然後Vsync信號到來的時候，comsumer才會去各個Layer去拿數據進行混合，交換到FrameBuffer中去。基於上述個人理解的流程，opengl的API渲染完之後的顯存內存塊都會回歸到內存中去，這樣surfaceflinger的comsumer才能找到來混合呀。如果有獨立的顯存，豈不是會有數據搬移。或者是gralloc本來就有能力在顯存中分配呢？
希望有大神解答一下，如果個人理解有誤，還望指出，謝謝啦~~

前棒廠做graphic答一發。（補充了下）

實際上，現在android中用的是統一內存架構，GPU和CPU共享一個物理內存，通常我們有「顯存」和「內存」兩種叫法，可以認為是這塊物理內存的所有者不同，但這段映射到cpu，就是通常意義上的內存；當映射到gpu，就是通常意義上的顯存。並且同一時刻只會映射到一個device。

一個簡單的紋理創建，首先我們需要先把紋理數據載入到一段內存中A中，然後調用glTexImage2D來上傳紋理的時候，會調用gles驅動的內存分配介面來分配一段內存B（最終是調用gralloc分配），並且映射到cpu。然後會調用一個定製的memcpy來把A的數據拷貝到B。這裡，雖然都是在同一塊物理內存中，但是OpenGL的spec如此，還是需要一次拷貝。渲染的時候，B會被映射到GPU上，讓GPU可以讀取。

而GPU渲染內容從APP到SF，是不會有搬運，至少Mali和sgx PowerVR不會。廠家的opengl實現，是調用BufferQueue這個類來獲取內存來渲染的，gpu渲染完畢再丟回BuffferQueue （Queue/Dequeue）。而surfaceFlinger會去請求有沒有可以已經渲染好的東西，以及會把顯示完的一幀丟回這個queue（Aquire/Release）。只要進程還活著，還可見，這個queue中往往有3塊格式相同的buffer會循環使用。

這個類是實現在SurfaceFlinger模塊下，如上提供了兩組介面給生產者（Gpu）和消費者（SF/display），所有幀 buffer的傳遞顯然都是直接傳遞指針，也就是不會有拷貝。這部分是android公共的實現。

而底層的顯存分配，是通過gralloc實現。BufferQueue會調用的內存分配介面最終會進入平台實現差異的gralloc HAL庫。android的硬體，目前廣為支持的都是UMP的形式，如果要實現獨立顯存的方式，對硬體和軟體都有要求，眾所周知，桌面平台，display controller是在gpu中的，而移動平台

Open Source Mali GPUs Android Gralloc Module

你所理解的流程基本正確。

但，現有的android手機沒有顯存，都是內存。但surface flinger是否需要搬運，取決於gralloc。gralloc是廠商驅動提供的，所以如果需要的話，它當然有能力在顯存中分配。

顯存是GPU直接訪問的內存，在PC中是獨立的，而在手機的AP SOC晶元中CPU和GPU使用的內存是在同一個物理內存顆粒上，但GPU有邏輯上獨立的內存區間。這塊內存區間是GPU驅動來管理的，linux內核的內存管理不理會這塊內存區間。

在高通的平台上，由ION系統來管理GPU使用的內存，gralloc通過ION來分配GPU使用的內存。

之前的openGL ES規範中CPU和GPU之間的內存是不能共享的，vertex和texture的buffer是需要拷貝的，即使是在同一物理內存上。

現在有了vulkan，openGL和openGL ES可以和CPU之間共享內存了，不用象以前那樣拷貝來拷貝去了，當然vulkan還有其他很有用的特性。

在異構計算方面，之前也是需要在CPU和GPU之間拷貝kernel的輸入數據和輸出結果，在openCL 2.0之後，也和vulkan一起走上了共享內存的康庄大道了。當然了，蘋果推出的metal也是可以共享內存的。

我想就題主的描述分析兩點：

1. 題主單獨標題的這個問題是一個比較寬泛的話題。分析顯存有沒有必要可以先看顯存有什麼用。顯存（相比較於內存）最大的用處是帶寬高。那「顯存有沒有必要」就取決於「帶寬高有沒有必要」。我可以大膽猜測一下，現階段的SoC graphics帶寬暫時不是瓶頸。具體可能要移動遊戲開發者或者driver perf組的人可以有具體的數據支撐。有沒有可能出現獨立顯存的SoC呢，我覺得是有可能的，但應該還會有很長的時間。DDR4剛出來，要榨完它的極限應該還有一段時間。另外獨立顯存需要增加控制器，也許要增加新的GPU CPU互聯匯流排，這些額外的開銷也會扼制獨立顯存的出現。

2. 題主的得出此問題的邏輯鏈有一個關鍵的點。

"layer"在內存中。以及SurfaceFlinger用CPU做compose。

這是錯誤的。雖然剛才第一點說現階段沒有獨立顯存的SoC，但是邏輯意義的顯存是一定要有的。layer也好surface也好都是顯存的邏輯表示。你可以試一下要拿layer上的數據，或者surface上的數據，不是直接找到一個內存指針就用了，一定都有一個lock動作。如果是內存，需要這麼做嗎？

SurfaceFlinger做compose會調用hardware composer，詳細就不展開了。