日前，游戲和VR應(yīng)用性能優(yōu)化平臺(tái) UWA 宣布新的 GPU Counter 功能更新：增加了對(duì) PowerVR 品牌 GPU 芯片的支持。針對(duì) PowerVR GPUCounter，UWA提供了 GPU 負(fù)載、GPU 著色、GPU 帶寬、GPU 圖元 4 個(gè)模塊的分析。 最新的 UWA SDK 2.4.4 已發(fā)布，下載最新版 SDK，并使用搭載 PowerVR GPU IP 芯片的設(shè)備進(jìn)行測試，即可在GOT Online Overview的GPU模塊下查看到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，掌握GPU壓力和性能消耗情況。

以下針對(duì)PowerVR GPU Counter，圍繞UWA所提供的GPU 負(fù)載、GPU著色、GPU帶寬、GPU圖元4個(gè)模塊的分析進(jìn)行詳細(xì)說明。

1、GPU負(fù)載

GPU Counter下的GPU負(fù)載包含Non Fragment Utilization和Fragment Utilization兩個(gè)性能指標(biāo)，分別代表非片段處理占整體GPU處理耗時(shí)百分比和片段處理開銷占整體GPU處理開銷百分比。

在GPU上運(yùn)行的工作負(fù)載由作業(yè)管理器統(tǒng)一協(xié)調(diào)，該任務(wù)管理器負(fù)責(zé)將工作負(fù)載調(diào)度到GPU內(nèi)部的各個(gè)處理單元上，它將兩個(gè)FIFO工作隊(duì)列，稱為作業(yè)插槽。其中，一個(gè)插槽用于非片段工作負(fù)載，另一個(gè)插槽則用于片段著色工作負(fù)載。 當(dāng)出現(xiàn)GPU瓶頸時(shí)，正常情況下Non Fragment Utilization和Fragment Utilization至少有一個(gè)是接近100%，如果兩者都低于100%，則有可能是Non Fragment和Fragment之間存在數(shù)據(jù)依賴關(guān)系。

當(dāng)Non Fragment Utilization過高時(shí)，開發(fā)者可以從頂點(diǎn)數(shù)、復(fù)雜的Compute Shader的使用情況以及Geometry Shader、Tessellation Shader等角度著手進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)Fragment Utilization過高時(shí)，則可以考慮項(xiàng)目中是否存在是否存在片段數(shù)目過多、片段Shader過于復(fù)雜。

2、GPU著色

包含Overdraw和Cycles/Pixel兩個(gè)指標(biāo)。

Overdraw（過度繪制）

該項(xiàng)表示項(xiàng)目運(yùn)行過程中，單幀中整個(gè)屏幕被填充的倍數(shù)。倍數(shù)越高，則GPU的壓力越大。在游戲運(yùn)行過程中，場景中半透明物體的重合會(huì)使得同一個(gè)像素點(diǎn)在一幀中會(huì)被繪制多次，造成Overdraw過高的情況。如下圖所示，UI和粒子特效層疊導(dǎo)致容易出現(xiàn)Overdraw。

Cycles/Pixel

表示平均每個(gè)像素耗費(fèi)的GPU時(shí)鐘周期。一般來說，Shader復(fù)雜度會(huì)極大地影響GPUCycles占用的情況。當(dāng)畫面的Shader復(fù)雜度過高時(shí)，GPU需要消耗大量的時(shí)鐘周期對(duì)Shader進(jìn)行運(yùn)算，容易造成GPU耗時(shí)變高，造成卡頓。

因此，通過查看GPU著色模塊，就可以快速定位高Overdraw和高Cycles的場景，判斷這個(gè)場景的GPU壓力較高是Overdraw還是Shader復(fù)雜度過高造成的，進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化。

3、GPU帶寬

和CPU一樣，GPU帶寬也是芯片耗電的重要指標(biāo)。當(dāng)GPU持續(xù)進(jìn)行高負(fù)載外部讀寫時(shí)，掉電就會(huì)過快。

UWA的GPU帶寬模塊統(tǒng)計(jì)了測試過程中單幀的讀寫帶寬總量，通過查看GPU帶寬模塊，可以快速定位測試過程中帶寬較高的場景和原因，并進(jìn)行進(jìn)一步測試優(yōu)化。

4、GPU圖元處理 渲染面是產(chǎn)生GPU壓力的重要因素之一，我們可以通過 Overview 模式里的 Triangle 指標(biāo)來查看和分析哪些畫面的渲染面較多。

渲染面過多，一方面可能是模型過于復(fù)雜，一般可以通過 LOD、HLOD 等常用技術(shù)來簡化遠(yuǎn)距離的模型，在不影響畫質(zhì)的情況下顯著降低渲染面；另一方面，可能是地形、大建筑物等大面積模型沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鸱?，?dǎo)致進(jìn)入視域體的面片可能不多，但提交GPU的渲染面依然很多。 對(duì)于第二種情況，我們可以通過新功能“GPU圖元”來進(jìn)行初步的判斷。

總圖元數(shù)：提交到GPU端的圖元總數(shù)，該數(shù)值基本等同于引擎端統(tǒng)計(jì)的渲染面片總數(shù)。 可見圖元數(shù)：在GPU端通過各種裁剪之后，留下的參與渲染的三角面。 可見圖元不包括：因?yàn)樵谝曈蝮w外而被裁剪的三角面，因?yàn)槌蚨徊眉舻娜敲?。因此，?D場景中，比較理想的情況下，可見圖元的數(shù)量應(yīng)該接近或高于 50%（對(duì)于大部分模型，有一半三角面會(huì)因?yàn)槌虮徊眉簦?。如果某些角度下，可見圖元的比例非常低，則很可能存在上文提到的第二種情況，從而可以針對(duì)性地檢查和優(yōu)化場景中，這個(gè)角度下，被提交到GPU的大面積模型。

GPU圖元處理數(shù)量過多會(huì)對(duì)設(shè)備的帶寬和能耗造成較大的影響，應(yīng)盡量在程序端完成剔除，并減小送往GPU的圖元數(shù)。

需要注意的是，基于架構(gòu)不同，同一參數(shù)在不同品牌芯片上的推薦值也會(huì)存在差異，不同設(shè)備間橫向?qū)Ρ鹊囊饬x不大，更推薦大家在相同的設(shè)備上進(jìn)行縱向?qū)Ρ?。同時(shí)，由于同品牌芯片的架構(gòu)之間也會(huì)存在差異，UWA目前僅支持部分芯片的GPU Counter數(shù)據(jù)采集，具體支持設(shè)備列表可通過下圖或登錄UWA官網(wǎng)對(duì)“Mali/Power VR/Adreno GPUCounter支持設(shè)備”列表進(jìn)行查詢：

? 以上就是這次關(guān)于搭載 PowerVR GPU IP 芯片的新功能介紹了，希望會(huì)對(duì)開發(fā)者們?cè)?GPU 優(yōu)化上和項(xiàng)目的整體性能監(jiān)控上有所幫助。