Mengenal GPU pada Smartphone / Tablet Anda

Sering kali kita mendengar Graphics Processing Unit (GPU) ketika kita melihat spek dari sebuah gadget. Apakah GPU itu? Apakah peranan dari GPU itu? Pada kesempatan kali ini, Waartech akan menjelaskan tentang GPU pada perangkat Smartphone Anda.

Apa sih GPU / Graphics Processing Unit itu?
GPU atau Graphics Processing Unit adalah chip yang mengotaki kinerja grafis di perangkat android kita. GPU prinsip kerjanya sama dengan Video Graphics Adapter (VGA) di PC/Komputer. GPU memegang peranan penting juga ketika Android kita digunakan untuk bermain game-game 3D kelas High Definition (HD) atau video berkualitas tinggi. Nah, bagi Anda yang sering bermain game atau mengolah grafis, artikel ini bisa membantu Anda semua tentang GPU yang dipakai di smartphone masing-masing. Berikut ini adalah jenis-jenis GPU yang dipasang di smartphone untuk membantu kinerja CPU atau prosesor dalam mengolah grafis:

1. GPU Adreno pasangan prosesor QUALCOMM
Seri Adreno yang merupakan buatan ATI yang sekarang anak perusahaan AMD dulu disebut seri ATI imageon, sekitar tahun 2002-2004 yaitu pada awa-awal keluarnya seri GPU ini. Pada tahun 2008, AMD imageon di jual ke salah satu produsen prosesor terkemuka, yaitu Quallcom. Dan sekarang ATI/AMD hanya mensupport arsitektur dan pengembangannya saja. Kini seri Adreno merupakan bawaan dari semua SOC (System On Chip) buatan Quallcom.  

2. PowerVR
Seri PowerVR merupakan buatan video logic yang dulu juga pernah meramaikan pasar VGA, namun seiring dominasi NVIDIA dan ATI, video logic kini hanya bermain di dunia GPU mobile gadget. PowerVR sndiri tidak di produksi dalam bentuk jadi oleh power logic namun mereka hanya membuat draft arsitekturnya yg dijual lisensinya ke berbagai produsen prosesor terkemuka seperti NEC, Intel, Freescale, Texas Instruments dan lain-lain.

Seri PowerVR sendiri sekarang sudah mencapai 6 seri, seri 2 nya pernah dipakai pada console game tahun 1900-an, yaitu Dream cast dan Sega saturn. Seri powerVR SGX 5 merupakan seri yang paling sering ditemui pada smartphone, SGX 5 sendiri merupakan GPU elite dalam dunia smartphone, mungkin seperti BMW di dunia mobil J.Seri SGX yang tercatat pernah dipakai dalam berbagai smartphone dan gadget berikut:

a. SOC A4/SGX535 (iPhone 4/ipod gen4/ipad)
b. SOC Hummingbird/SGX540 clock 200 (Samsung Galaxy S)
c. SOC OMAP seri 3/SGX530 (Droid X, Motorola Defy, Samsung Galaxy SL, Motorola Mile 2, Droid 2 dan LG optimus Black)
d. Intel GMA 500 dan GMA 600 juga menggunakan SGX535 sbg VGA onboard intel atom
e. Varian seri 5 berikutnya adalah SGXMP (MP disini mengindikasikan jumlah core) SOC OMAP 4 (4430)/SGX540MP quadcore clock 300 (Blackberry Playbook, LG Optimus 3D).
f. SOC A5/SGX543MP2 (iPad 2).
g. SGX543MP4, yang dipakai di Playstation Vita.
h. Selain itu seri dewa berikutnya, SGX544MP+ akan berada di OMAP 5 yg mnggunakan quadcore dual CPU A15 (eagle platform)+ dual CPU Cortex-M4 cores dgn clock prosesor hingga 2 GHz.
i.sgx 545

  
3. Mali
Seri Mali, GPU ini merupakan arsitektur buatan ARM, walaupun masih jarang terdengar namanya, namun kekuatannya tidak bisa diremehkan. Seri-seri GPU Mali beredar mulai dari HDTV, game console (PS3), hingga smartphone. Khusus untuk smarphone, seri yang digunakan adalah Mali 400MP4 (MP adalah indikator core yang digunakan). GPU ini merupakan bagian dari SOC Exynos dualcore CPU 1.2ghz A9 milik Samsung Galaxy S II. Kabarnya Mali 400MP4 ini mampu merender hampir setara PS3 maupun Xbox 360.  

4. NVIDIA TEGRA
Seri Geforce ULP (Ultra Low Power) merupakan GPU yg mnjadi bagian dari SOC Tegra 2 yang diproduksi oleh NVIDIA. Geforce ULP ini menggunakan Quadcore 4 pixel shaders + 4 vertex shaders hingga total ada 8 core yang berada di dalamnya.  

5. VIDEO CORE BROADCOMM 
VideoCore adalah arsitektur prosesor mobile multimedia daya rendah awalnya dikembangkan oleh Alphamosaic Ltd dan sekarang dimiliki oleh Broadcom. Arsitektur DSP dua dimensi membuatnya fleksibel dan cukup efisien untuk memecahkan kode serta mengkodekan sejumlah codec multimedia dalam perangkat lunak, tetapi tetap menjaga penggunaan daya yang rendah.

The VideoCore VC01 I-based menyediakan kemampuan video dan multimedia untuk berbagai ponsel Samsung, termasuk SCH-V540, SCH-V4200, SCH-V490

The VideoCore II berbasis VC02 / BCM2722 prosesor memberikan kemampuan video untuk iPod generasi 5 Apple.

Yang berbasis prosesor III VideoCore BCM2727 masih menyediakan video dan kemampuan grafis 3D untuk Nokia N8.

The VideoCore prosesor IV BCM2763 adalah perkembangan teknologi VideoCore III yang mendukung untuk 1080p encode dan decode, bersama dengan dukungan kamera resolusi yang lebih tinggi dan grafis yang lebih cepat dalam hal 2D dan 3D, semuanya bekerja pada daya sangat rendah. Hal ini diterapkan di Nokia 808 PureView.

The VideoCore prosesor IV BC28155 mendukung untuk 1080p encode dan decode, meningkatkan grafis 2D dan 3D dengan dual-core ARM Cortex-A9 CPU chipset BC28155. Hal ini digunakan di Galaxy S II Plus Samsung dan Samsung Galaxy Grand. 

 Cara Kerja GPU di OS Android

Saat GPU menerima raw data,serangkaian proses panjang dimulai dan diakhiri dengan memunculkan gambar di layar perangkat. Graphics Pipeline, yaitu channelling agar data dalam card sampai pada frame buffer, umumnya hampir sama pada semua graphics card yang ada saat ini. Seluruh proses tersebut diulang untuk setiap gambar (frame). Agar dapat menghasilkan gerakan yang cepat.


Setelah data dikirim ke GPU melalui interface, langkah pertama proses pipeline-nya adalah mempersiapkan kalkulasi (pre-calculation) dan mengubah data dengan menggunakan sebuah pre-processor (setup Engine atau Input Assembler). Pre-processor ini mendeteksi jenis data, apakah berkaitan dengan vector,gambar,dank ode program, dan mempersiapkan raw data sehingga dapat diproses oleh modul yang tepat. Disini, ditentukan apakah raw data diproses oleh sebuah Vertex Shader, Geometry Shader, Pixel Shader, atau sebuah texture unit.

Setiap objek 3D terdiri atas berbagai triangle. Vertex Shader (Vertices adalah titik-titik sudut sebuah polygon) disuplai dengan koordinat-koordinat ini. segitiga-segitiga ini kemudian membentuk sebuah dunia 3D berdasarkan koordinat tersebut yang diselaraskan, di-scaling, atau di-distorsi sesuai dengan arah pandangan mata. Area pandangan yang diasumsikan ini disebut sebagai frustum. Setelah scane tersebut terbentuk,dilakukan pemeriksaan apakah sebuah objek harus terlihat atau tidak, berada di area frustum, dan apakah seluruh atau sebagian ditutupi oleh objek-objek.

Elemen yang tidak terlihat akan disingkirkan dari scane untuk menghindari proses kalkulasi yang tidak diperlukan. Proses ini disebut Frustum Culling. Apabila ditemukan sebuah objek terlalu jauh untuk dapat terlihat atau terlalu dekat menghadap (membelakangi) penonton (secara teoritis), maka proses ekuivalennya disebut sebagai clipping.

Proses Vertex Shader  yang terakhir adalah lighting. Disini, 3D scane akan diterangi oleh sumber cahaya ke dalam lingkungan (ruang) tersebut. Tanpa langkah ini, 3D scane terlihat gelap. Vertex Shader  hanya dapat memanipulasi objek, namun tidak dapat menghasilkan    elemen geometri baru, seperti titik, garis, dan segitiga.

Apabila gambar yang akan dilihat anda (viewer) sudah terbentuk dalam grid model dengan lighting source-nya,berarti prosesnya telah membuat sebuah foto dari scane tersebut dalam gambar 2D (dua dimensi) untuk ditampilkan di monitor. Proses ini dinamakan rastering atau rendering. Setiap titik sebuah objek 3D, yang selama ini hanya disimpan sebagai vector, akan diubah menjadi sebuah pixel. Langkah selanjutnya yang “menguras tenaga” adalah shading (shadowing) yang dilakukan oleh Pixel Shader. Pixel Shader akan memproses warna dan atribut yang diperlukan, seperti trasnparasi, pemantulan atau struktur dari masing-masing oixel. Hasilnya, objek 3D akan mendapat pewarnaan. 

Prinsipnya, sekarang gambar sudah jadi. Proses yang diperlukan hanyalah penyempurnaan malalui berbagai filter agar scane terlihat lebih realistis. Untuk itu tekstur, yaitu Bitmaps (gambar) yang sudah jadi, akan diproyeksikan menjadi sebuah objek 3D (Texture Mapping). Dengan cara ini, dengan mudah dihasilkan gambar-gambar yang terlihat seperti foto minus fleksibelitas sebuah objek 3D. Jadi obyek yang dibentuk oleh tekstur dapat terlihat bagus dari depan, namun terlihat datar saja dari samping. Anisotrophic filtering, yang juga ditempatkan dalam tekstur units, berfungsi agar teksture yang sudah terdistorsi secara perspektif dapat ditampilkan secara tajam dari kejauhan.



Kelas GPU
untuk mengetahui GPU yg digunakan dalam perangkat android, Anda harus menginstal quadrant standar / aplikasi yg sejenis di MARKET banyak kemudian masuk ke system information. 

GPU JUGA DIPENGARUHI OLEH PROSESOR
KENALI JUGA PROSESOR YANG DIPAKAI APAKAH ARMv6 / ARMv7
 
ARMv7 lebih bagus banyak support aplikasi/game dan lebih mengoptimalkan GPU (cek pakai quadrant standar atau antutu benchmark / aplikasi sejenis ). 

Biasanya ARMv6 dipakai android low end sedangkan ARMv7 dari low sampai high end


Kelas low end

• Adreno 130
• Adreno 200
• powerVR SGX530

Kelas mid end

• PowerVR SGX531 ( termasuk juga ke kelas low end tergantung prosesor)
• Mali 400 biasa (yg biasa dipakai di tablet2 cina)
• Video core IV
• Adreno 200 enchanced/ adreno 200 ++
• Adreno 203
• Adreno 205
• Nvidia tegra 2
• PowerVR SGX535
• PowerVR SGX540 clock 200
• PowerVR SGX544 (imo s89)
• Adreno 220
• Mali 400MP2
• PowerVR SGX543
• Adreno 305

Kelas high end

• Nvidia tegra 3
• PowerVR SGX543MP4
• PowerVR SGX544MP3 (Tri-Core) (galaxy s4 dan iphone 5)
• Mali 400MP4
• Adreno 225
• Adreno 320
• Adreno 330  

Referensi maxiandroid dengan sedikit perubahan