掌上游戏机受市场追捧，其性能该如何突破、惊艳玩家？

到2023年，全球掌上游戏机市场的规模将达到170亿美元，这为制造商提供了新的商机。

谈到市场上家喻户晓的品牌，任天堂的Switch一直占据主导地位，迄今为止共售出9287万台，其中1560万台在2020年售出。这是PS4当年销量的两倍，是Xbox One销量的七倍，成为2020年最畅销的游戏机。充满怀旧情结的游戏，受欢迎、易上手的操作界面，以及疫情期间人们重新捡起休闲游戏等等，从中很容易看出这种转变为何如此成功。

另一方面，资深的PC游戏玩家正急切地等待Valve的Steam Deck 掌上游戏机，即便它被推迟到2022年2月，预购量也已超过11万台。随着约16000份Steam游戏确认将兼容Steam Deck，Valve的首款掌上游戏机可能会成为休闲和硬核游戏玩家的强大产品。

掌上游戏市场的缺口正在被GPD和ONEXPLAYER等厂商玩家填补。这些替代设备可同时支持旧的老游戏和现在的新游戏，满足了那些不想等到Steam Deck发布的玩家需求。

掌上游戏机很棒，但其性能可与PC比拟吗？

事实证明，即便对一些知名厂商来说，在便携式外形中压缩更多性能也是不小的挑战。任天堂的Switch在移动模式下只能以720p的分辨率运行，Steam Deck具有1280 x 800p的分辨率、60Hz刷新率，这一提升几乎是微不足道的。

这两款游戏机都提供了云游戏选项，并提供了增强的渲染功能。然而，离线体验仍然受到硬件的限制。就功耗而言，在持续性能模式下，这些掌机分别只能提供0.5 TFLOPS和0.8 TFLOPS的性能。相比之下，PlayStation 5和Xbox Series X的性能峰值都超过了10 TFLOPS。

那么，这是否意味着掌上游戏机只能保持如此低的性能？

掌上游戏机的现状

任天堂（Nintendo）Switch的主要优点之一是，它可以通过扩展坞其他电子设备“相接”，以极大提升分辨率、帧速率和渲染距离。这是因为当插入扩展坞时，NVIDIA Tegra GPU的频率加倍，RAM速度稍有提高（约20%），使掌机在连接到电视机时以1080p的性能运行游戏。

相比之下，Steam Deck的硬件功能略为强大，峰值性能为1.6 TFLOPS，分辨率为1280 x 800p。凭借RDNA 2 GPU的光线追踪（RT）功能，使掌机体验更接近现代游戏设备。

但Steam Deck有其自身的局限性，其RT解决方案仅能达到光线追踪等级系统（RTLS）的级别2性能。这意味着GPU只进行最基础的工作：仅针对盒和三角形的交点测试光线，而其他所有额外的光线追踪工作都要在GPU计算核上的软件着色器中完成，更糟糕的是，这些处理阶段与GPU并行执行引擎不友好。换句话说，传统的光栅化图形处理性能较低，整体效率也更低。

说到掌上游戏机，我们还没有看到真正意义上的技术飞跃。所以，掌上游戏机制造商如何才能真正提升他们的下一代产品？

Imagination曾为包括PS Vita在内的掌上游戏机提供GPU。

答案很简单：真正的专注移动能效的GPU架构与并行计算的多核GPU相结合。任天堂（Nintendo）的扩展坞理念正确，可以有效地将GPU时钟速度提高一倍。选择类似的扩展坞方式，将掌机的芯片和扩展坞的芯片捆绑，可极大提升性能，加快时钟频率。

相对于低频的1080p设备（移动手机的分辨率），通过增加扩展坞的芯片，芯片时钟频率可提升2倍，从而使掌机性能提升4倍，达到4K的分辨率（即在一个便携式设备上实现2个芯片，2倍时钟）。同时，当带着掌上设备外出时，扩展坞还可单独支持娱乐系统。

升级GPU是关键

Imagination在提供创新的移动GPU解决方案方面有丰富的经验，可以帮助我们理解如何将可扩展性的优势发挥到最大。IMG CXT GPU首次推出我们的Photon架构，将高性能、桌面质量的光线追踪视觉效果带到掌上游戏机中，特别适合便携式掌机应用。

在性能方面，IMG CXT RT3配置达到了单核1.5 TFLOPS FP32的性能，与其他设备的峰值频率相同。它还推出了同类产品中的第一款4级RTLS移动解决方案，能够为每个核提供1.3GRay/s的速度。这意味着在同一功率范围内有更高的可用性能，这在功率受限的设备中至关重要。

除了为移动设备带来更高的能效外，CXT GPU架构还可以扩展到桌面和数据中心解决方案。这意味着它可以实现高达9 TFLOPS的FP32光栅化性能和超过7.2GRay/s的光线追踪性能，是当前解决方案的功率效率的2.5倍——与现代游戏主机处于同一水平。

利用GPU并行性，CXT的多核架构可以轻松集成到扩展坞中，类似于Switch，在连接到电视时带来掌机性能的重大飞跃。利用其可扩展性，CXT可用于数据中心应用程序——构建一个整体生态系统，使制造商能够提供云游戏解决方案，以更高的图形能力补充便携式掌机体验。

更进一步，制造商可以完全异构。继我们最近推出的Catapult RISC-V CPU之后，单个、全Imagination的SoC设计可以将CPU、GPU和NNA结合起来，从而从专用硬件中获得更高的整体效率。具体来说，这将带来许多好处，比如NNA卸载AI，执行光线追踪去噪或解锁超分辨率。

选择正确的合作伙伴

不断增长的便携式掌机市场为原始设备制造商提供了激动人心的机会，推动重大创新，推动下一代设备的发展。虽然较小尺寸的设备在设计上总是有困难，但大部分可通过合适的工具解决。

我们在创建移动GPU IP方面拥有数十年的专业知识，使我们能够创建真正开创性的解决方案，帮助将手持游戏体验推向前所未有的高度。CXT GPU是光栅化图形性能的佼佼者，其计算能力比前几代产品高50%，几何性能高50%，低功耗超标量体系结构在低时钟频率下提供高性能，可实现出色的FPS/W。

IMG CXT包括光线加速集群（RAC）——一个专用于光线追踪的模块

得益于光线加速集群（RAC）的GPU块，PowerVR Photon架构提供了增强的光线跟踪性能和效率，为移动游戏玩家和开发人员提供了桌面质量的光线追踪体验。

最后，通过我们最近宣布的Catapult CPU系列，我们已经释放了创建一个完整的Imagination计算平台的潜力——将可信、可靠和强大的IP结合到一个改变行业游戏规则的异构解决方案中。我们的NNA IP提供了增强的多核可扩展性和灵活性，使制造商能够对多个并行工作负载进行细粒度控制。我们最新的IMG Series4 NNA比GPU快100倍，比CPU快1000倍。

Imagination在创新游戏解决方案方面有着深厚的渊源，从人们怀念的1999年Dreamcast，它采用了NEC PowerVR2 架构，到运行在SGX543MP4+GPU上的手持PlayStation Vita。今天，我们新的CXT IP为掌上游戏机打开了一个全新的领域，这是第一个将4级光线追踪引入游戏市场的移动解决方案，比以往任何时候都更强大、更高效。

英文链接：https://blog.imaginationtech.com/why-portable-gaming-doesnt-feel-quite-next-gen-yet

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