手机独显再升级

7月中旬，realme发布了真我GT2大师探索版手机，除了升级高通骁龙8+移动平台以外，还首发新一代Pixelworks X7“独显芯片”，突破性解决了游戏插帧时的最大痛点——延时问题。本期技术殿堂，就让我们简单了解一下这颗全新的视觉处理器吧。

在Android手机领域，2018年发布的黑鲨游戏手机首次配备独立的图像处理芯片（图1），也正是在这个时间节点，Pixelworks（逐点半导体）才逐渐映入普通消费者的眼帘。正是在独立图像处理芯片的帮助下，当年的黑鲨游戏手机才获得了对DCI-P3广色域、视频HDR的支持，还能在游戏场景中通过MEMC智能运动补偿技术（MotionEngine）使画质更流畅平滑不拖影。

到了2019年黑鲨2 Pro发布时，官方对宣传话术进行了升级，称新品配备了独立显示芯片，就好像电脑配备了独立显卡一样（图2）。从逐点半导体的新闻通告来看，黑鲨2 Pro内置Pixelworks Iris视觉处理器，除了MotionEngine和全时HDR以外，新增True View自适应显示功能，可在不同亮度和色调的环境光照条件下实现最佳观看效果，包括日光模式、阅读模式及自带DC调光2.0的夜视模式（图3），而这也就是黑鲨2Pro所谓“独显DC调光2.0”的由来。

也许是黑鲨手机太过小众，真正让手机独显概念深入人心的，则是2021年iQOONeo5手机的发布，当时发布会官方通过巨大的“独显芯片”宣传背景板（图4），以及游戏All-HDR、游戏帧率倍增和高帧马拉松三大杀手级功能，让更多玩家亲身感知到了独显能为手机游戏带来的诸多妙用，时至今日武装独显的手机也越来越多。

正如前文所述，手机厂商采用的所谓“独显”，几乎都是来自Pi xel works，官方将其称为“视觉处理器”（理解为独立显示芯片也没啥问题）。包含Pixelworks i3（原Iris 3）、Pixelworks i6和Pixelworks X5（原Iris 5）和X5 Pro（图5），定位依次提升。最强的Pixelworks X5系列主打MotionEngine技术，可以实现游戏插帧能力，iQOO Neo 5、iQOO Neo5S、iQOO Neo6、iQOO 9 Pro和realme真我 GT Neo3等手机就都是它的客户。

在Pixelworks X5系列视觉处理器的帮助下，手机在系统层面可以实现“提升帧率”和“优化功耗”两大功能。其中，“提升帧率”可以让原本不支持120FPS的游戏实现120FPS显示（图6）。比如手机玩《原神》默认最高只能运行在60FPS模式，但在打开该功能后，游戏就能以插帧的方式变成120FPS（GPU实际计算量依旧为60FPS），从而进一步提升流畅度，和硬件渲染120FPS相比耗电量几乎可以忽略不计。

“优化功耗”则是强制当前游戏以45FPS锁帧运行，再通过Pixelworks X5插帧到90FPS显示。相当于GPU只需渲染45FPS的资源，就能输出90FPS的流畅画面，从而明显降低游戏过程中的功耗和发热量（图7）。可惜的是，Pixelworks X5系列视觉处理器在游戏插帧时会带来较高的延时，导致游戏画面和操作偶尔“不跟手”，玩起来很别扭。

Pixelworks X7登场

根据2021年全球游戏市场报告显示，在全球27億的游戏玩家中，有25亿是手机游戏玩家，数量远远超过PC游戏玩家（13亿）和游戏主机玩家（8亿）。手机以其便利性和越来越强的性能，已经成为游戏市场的最大硬件载体（图8）。

对于手机玩家，相信都曾遇到过4个难以规避的问题：1，玩游戏太耗电，续航时间骤降，发热量猛增;2，随着游戏时长和温度的增长，非常容易出现降频锁帧（丢帧和卡顿），甚至断崖式帧数骤降;3，黑暗场景中缺乏足够的对比度和细节;4，在黑暗和日光直射环境等极端条件下无法满足观看体验。

为了解决上述问题，逐点半导体在2021年11月就正式发布了第七代视觉处理器（Pixelworks X7），它继承了前几代产品的性能与优势，并在此基础上进行了迭代与优化，尤其在处理游戏视觉体验方面，推出的超低延时插帧技术配合愈加成熟的智能显示管理与超分辨率解决方案，力求解决用户在游戏显示方面的关键诉求（图9）。

从官方的新闻稿来看，PixelworksX7主要在如下方面为终端用户带来全新体验：

超低延时MotionEngine技术

通过与业内知名的游戏引擎公司合作，Pixelworks X7在游戏内容端与制作端进行了更深度的挖掘，通过生态链整合及算法优化，在降低GPU负载的同时，将画面的插帧延时降至物理可能的最低水平，进一步提升了平滑度及跟手性，让用户在任何智能终端设备上都能畅享不同游戏的高帧率体验（图10）。

低功耗超级分辨率

Pixelworks X7新增超级分辨率模式，可通过算法将内容由低解析度扩展到高解析度。在这过程中，手机将持续处于低功耗状态，用户可享受更长时间的高清游戏和视频体验。而对于一些分辨率本身就比较低的游戏，超分辨率模式更为其在移动设备上的画面呈现带来了质的飞跃。

3D降噪

Pixelworks X7采用最新的3D降噪模式，不仅针对2D图像本身的噪点进行解析，还通过前后帧的动态分析，实现更精准的降噪，使图像更清晰，更真实。

基于人工智能的全时HDR体验

Pixelworks X7继承了源于i6的AI能力。通过低功耗的AI显示推理功能，可通过场景检测、动态调整局部对比度和清晰度，动态检测并保护肤色。可以根据环境照明条件、显示内容的动态对比度、锐度、亮度、色温等，智能实时调整显示屏的对应属性，显著提升照片、游戏动画以及视频的图像显示质量，提高观看的舒适度。

出色的显示屏校准

Pixelworks X7具备专利高效校准技术，可让用户享受到sRGB、DCI-P3和自定义色域中所有应用和内容的真实色彩。即使在昏暗光线下，也可通过校正低亮度下AMOLED面板上发生的色偏，以确保整个屏幕色彩的准确性。同时，通过引入De-Mura算法，因亮暗不明所引起的屏幕色斑、亮斑、暗斑等问题也可以得到有效缓解。

新一代独显的魅力

市面上装备Pixelworks X5系列视觉处理器的手机有很多，但它们仅支持2倍游戏插帧，也就是30FPS插帧到60FPS、45FPS插幀到90FPS或60FPS插帧到120FPS。

作为第一款列装Pixelworks X7视觉处理器的手机，真我GT2大师探索版手机可以带来“4倍插帧技术”（图11），目前已经适配了《航海王热血航线》游戏，在该游戏中可看到“低功耗120帧”的选项（图12），开启后GPU只需渲染30FPS的画面，而我们看到的则是由Pixelworks X7四倍输出的120FPS画面。

官方的解释如下：“通过与《航海王热血航线》游戏内容的整合，Pixelworks手游渲染加速引擎得以产生游戏中的图形运动向量，通过与Pixelworks X7视觉处理器默契配合，精准实现两种模式的帧率优化模式：低功耗模式（4倍插帧）与高画质模式。两种模式均可将游戏渲染至120FPS的丝滑效果，并有效降低功耗，与此同时又各有所长。前者可在低功耗下让低帧游戏秒变高帧;后者则可让高帧游戏运行更稳、功耗更省，用户可根据自己的喜好选择适合的帧率优化模式进行体验”。

最关键的是，Pixelworks X7可将插帧延时从上代Pixelworks X5的30ms+降低到10ms，几乎无感，确保游戏操作的跟手性。目前无感插帧模式已在《和平精英》《王者荣耀》《原神》《QQ飞车》以及《航海王热血航线》等20多款人气手游上实现适配。除上述游戏外，插帧技术还在几大热门视频APP上实现应用，用户可在腾讯视频、爱奇艺视频、优酷视频、B站开启相关功能获得更加丝滑和流畅的画质体验。

在Pi xe lwo r ks X 7的帮助下，真我GT2大师探索版还支持游戏超级分辨率的功能，目前已经适配《原神》和《和平精英》两款游戏，其原理是由Pixelworks X7通过算法将内容从低解析度扩展到高解析度（图13）。这意味着，我们可以将游戏画质设定为低（降低GPU负载），再通过游戏超分功能低功耗提升画质，解决昔日鱼（画质）和熊掌（功耗）不可兼得的尴尬（图14）。

总之，最多4倍的超低延时插帧技术，以及低功耗的超级分辨率技术，都是Pixelworks X7有别于上代X5的核心卖点（图15），它们都能进一步解决用户在游戏中的真实痛点。继真我GT2大师探索版之后，相信很快会有更多新款手机武装这颗视觉处理器，而我们也希望这两项好用的新功能可以完美适配更多的主流游戏。