Render機(jī)制概述
要分析AP的graphics performance榜轿，需要了解OGL ES API的模型，觀察其行為進(jìn)行推測(cè)碴里。
下面是這個(gè)機(jī)制的3個(gè)有用的部分：
- CPU-GPU rendering pipeline
- Tile-based rendering
- Shader core architecture
Synchronous API, Asynchronous Execution
很重要的基礎(chǔ)是何乎，了解AP調(diào)用的OGLES API需要執(zhí)行的render操作较屿。AP執(zhí)行一系列func calls最爬，以設(shè)置下一個(gè)draw task所需的state凫岖，然后調(diào)用glDrawxxx來(lái)觸發(fā)一次真正的draw operation. 由于API是synchronous同步的，就會(huì)感覺(jué)后續(xù)的render操作都是立即發(fā)生的返咱，其實(shí)不是這樣钥庇，這是driver造成的錯(cuò)覺(jué)。
與draw calls類(lèi)型咖摹，第二個(gè)錯(cuò)覺(jué)來(lái)自driver的end-of-frame buffer flip评姨。
我們知道用eglSwapBuffer來(lái)swap front and back-buffer，這也是driver造成的同步假象萤晴，實(shí)際硬件的buffer swap都在很長(zhǎng)時(shí)間以后發(fā)生吐句。
Pipelining
這么做是為了performance。
如果我們強(qiáng)制把render做同步店读，就可能發(fā)生：
- GPU idle嗦枢，但CPU忙于為下一個(gè)draw創(chuàng)建state
- CPU idle，但GPU在渲染
這不利于performance两入，所有的idle都不該有净宵。
為了去除idle，GLES driver維護(hù)了synchronous rendering的假象裹纳，實(shí)際底層render和frame swaps 是異步的(asynchronously under the hood)择葡。通過(guò)async可以建立一個(gè)小backlog of work，允許創(chuàng)建一個(gè)pipeline：GPU處理一個(gè)pipeline尾的older workloads剃氧，而CPU向另一個(gè) push new work敏储。這樣就可以時(shí)pipeline一直是full的，GPU總有工作可以做朋鞍，以提高performance已添。
Mali GPU pipeline的units根據(jù)per rendertarget basis來(lái)schedule，render target可能是window surface或者是off-screen render buffer滥酥。一個(gè)render target被處理為兩個(gè)步驟:
- GPU處理所有render target的draw calls的vertex shading更舞，
- 處理整個(gè)render target的fragment shading
可以看到，CPU處理比較快坎吻，Geometry就是頂點(diǎn)著色階段缆蝉，F(xiàn)ragment就是Pixel著色，時(shí)間最長(zhǎng)瘦真。
Pipeline Throttling
圖中可以看到刊头，fragment work是3個(gè)操作里面最慢的，它愈發(fā)落后于CPU處理和geometry stages诸尽。
這種延遲是用戶受不了的原杂，不該因fragment stage而使backlog of work過(guò)大。所以需要機(jī)制周期性的降低CPU thread的速度您机，當(dāng)pipeline full時(shí)不再enqueue穿肄，
這種throttling mechanism節(jié)流機(jī)制一般由host windowing system處理年局，而不是graphic driver。
比如被碗，adnroid上某宪，在指定buffer的orientation前，我們不能做任何draw操作锐朴，因?yàn)閡ser可能會(huì)rotate device,change frame size兴喂。Surfaceflinger, Android的window surface manager，就會(huì)控制pipeline depeth: 在排隊(duì)等待render的queue如果超過(guò)了N個(gè)buffer焚志，就不再給AP的graphics stack返回buffer.
只要達(dá)到N衣迷，CPU就會(huì)idle，阻塞在EGL或者OGLES API func酱酬，直到display consume pending buffer壶谒，釋放一個(gè)新buffer去做render。
這種機(jī)制下膳沽，如果graphics stack跑的比顯示的刷新率塊汗菜，就也會(huì)劍指pipeline buffering。
這個(gè)圖里挑社，vsync limited陨界，等待vertical blank signal，他用來(lái)告訴display controller何時(shí)switch to next front-buffer痛阻。如果GPU處理frame比display顯示的速度快菌瘪，那SF就會(huì)積攢大量早已render好的buffer，等待顯示阱当。
如圖俏扩，vsync limited，這時(shí)CPU和GPU會(huì)周期性的idel弊添。
然后DVFS(dynamic voltage and frequency scaling)就會(huì)試圖降低工作頻率從而降低電壓和功耗录淡。
