隨著智慧型手機、平板電腦、智慧手錶等消費性裝置的普及，行動裝置的繪圖處理器（GPU）技術不斷進步，成為推動市場成長的關鍵元素。2024年，全球GPU市場規模預計將達到652.7億美元，並在2029年飆升至2,742.1億美元，年均複合成長率（CAGR）達33.20%。這一增長主要來自於行動裝置GPU在多元應用中的重要性上升，特別是在智慧型手機、平板電腦等裝置上的應用。

針對行動裝置和邊緣運算的興起，這些領域對GPU需求也正持續增加。Arm首席應用工程師胡岱勛指出，以下幾個趨勢帶動行動裝置領域對GPU需求的增加：

●AI和機器學習的普及：行動裝置上越來越多的應用需要強大的GPU來加速AI運算，例如人臉識別、語音助理、攝錄影以及擴增實境（AR）和虛擬實境（VR）體驗等。隨著技術的興起，行動裝置GPU成為實現AR/VR沉浸式體驗的關鍵，這些技術對GPU的高效能和低延遲要求也極高。

●高畫質內容的消費：高畫質影片、遊戲等內容的消費需求不斷成長，對GPU的圖形處理能力產生更高的需求。

●邊緣運算的興起：為了降低延遲、提高數據安全性，越來越多的運算被移至邊緣裝置上進行，這也帶動了對高效能、低功耗GPU的需求。

市場驅動因素

圖一 : 行動裝置和邊緣運算對GPU需求正持續增加。

隨著行動裝置顯示效能的提升，市場對GPU運算能力的要求也越來越高。多核心設計成為趨勢，過去單核心或雙核心的GPU設計逐漸被淘汰，取而代之的是高效能、多核心的設計。

行動裝置GPU的市場成長受到幾個因素驅動，首先就是高解析度顯示與3D圖形渲染。隨著遊戲和多媒體應用需求的提升，行動裝置的GPU負責處理大量高畫質的3D圖形渲染工作，推動了效能的升級需求。另外在人工智慧（AI）與機器學習（ML）技術的整合方面，AI與ML技術已廣泛應用於行動裝置，帶來更高的計算需求，特別是在語音辨識和圖像分類等平行運算領域。AI與ML已深入行動裝置應用，促使GPU需要具備更快的處理能力來支持多樣化的AI工作負載。

至於5G技術持續普及，5G網路的高速數據傳輸能力也進一步推動了對高效能GPU的需求，尤其在支援更大數據量和即時處理的應用場景中。5G技術加速促進了數據傳輸速度和效能，對於遊戲、多媒體及AI應用的需求日益增加，進一步推動GPU性能升級。

高效能與低功耗

圖二 : AR/VR技術未來會與GPU協同發展。

行動裝置的功耗和效能之間的平衡是GPU技術發展的核心挑戰。現代GPU不僅需要在遊戲和多媒體應用中提供高效能，還要確保低功耗以延長裝置的電池壽命。例如，最新的Arm Immortalis-G925 GPU能在提供高效能的同時，功耗降低了30％。

行動裝置GPU的應用範圍已從遊戲擴展至AI與ML領域。它們負責處理語音辨識、圖像分類、自然語言處理等複雜的平行運算工作。同時，隨著AR與VR技術的迅速發展，行動裝置GPU在實現沉浸式體驗中的作用日益重要。

行動裝置GPU市場競爭激烈，主要供應商包括Arm、NVIDIA、AMD和高通等公司。這些企業不斷推出新產品以滿足市場需求，像NVIDIA的GeForce RTX 40 SUPER系列和Arm的Immortalis-G925 GPU，都是針對高效能行動裝置而設計的解決方案。

掌握機會

Arm首席應用工程師胡岱勛指出，Arm架構是高效能且節能的運算平台，並持續推動AI的演進，預計到2025年，將有超過1,000億台基於Arm的裝置具備AI功能。Arm針對消費性裝置設計的終端產品運算子系統（CSS for Client）目標在於成為AI體驗的運算基礎，並在最廣泛的消費性裝置中實現效能、效率和可用性的大幅提升。

圖三 : Arm首席應用工程師胡岱勛

終端產品運算子系統除了包含Armv9.2 Cortex CPU叢集、Arm Immortalis GPU、Arm Mali GPU與CoreLink互連系統IP外，也提供了針對知名晶圓廠的三奈米製程、已量產就緒的CPU和GPU實體實作。Arm透過提供涵蓋 CPU、GPU、互連IP以及實體實作的完整解決方案，幫助合作夥伴能夠為其行動和邊緣裝置的需求，建立功能強大的節能AI解決方案。

Arm也持續提升GPU的效能和效率，以滿足行動和邊緣裝置不斷成長的需求。與前一代產品Immortalis-G720相比，最新的Immortalis-G925 GPU將效能（以每秒顯示幀數或簡稱為FPS）提高了37％。Immortalis-G925在提供與Immortalis-G720相當的遊戲效能的同時，功耗降低了30％。這些效能和效率的提升，讓開發人員能夠在行動和邊緣裝置上建立更複雜、更身歷其境的AI體驗。

強化AI和ML功能

Arm透過在GPU中提供強化的AI功能，來支援行動和邊緣裝置上的AI體驗。例如，與2023年Arm全面運算解決方案（TCS23）中的Immortalis-G720相比，Immortalis-G925在AI和ML網路的推理速度方面提高了34％。這些AI效能的提升，讓開發人員能夠在行動和邊緣裝置上建立更先進、更具回應性的AI應用。

而遊戲絕對是行動裝置的關鍵應用之一，Arm的Immortalis-G925有多項針對最新遊戲技術、功能和趨勢所設計的改進，例如片段預處理、強化的指令流前端和增強的光線追蹤功能，有助於在旗艦行動裝置上實現更逼真和身歷其境的遊戲體驗。Arm的Mali-G725和Mali-G625則鎖定高階手機、智慧手錶和主流行動裝置等不同市場。

當然要能滿足廣大行動裝置的應用，Arm也必須與廣泛的生態系合作夥伴密切合作，以確保其GPU能夠滿足行動和邊緣裝置上各種AI應用程式的需求。例如Arm與Unity合作，透過用於Unity應用程式的ML框架Sentis中導入對int8的支援，來提高AI效能。另外與Google和MediaTek合作開發Android Dynamic Performance Framework（ADPF），讓開發人員能夠根據行動裝置的即時熱狀態資訊優化其應用程式的使用者體驗和效能。

結語

由於多核心設計普及，行動裝置對更高解析度和更快運算速度的需求也不斷增加，使得GPU的多核心設計將成為標配。5G與GPU技術也將廣泛結合，5G的廣泛應用將加速高效能GPU的需求，特別是在支援即時數據傳輸和高畫質遊戲方面。而AI與GPU也將深度整合，這是因為AI應用越來越廣泛，行動裝置GPU將成為運行AI工作負載的核心硬體，特別是在實時圖像處理和自然語言處理中。當然AR/VR技術也會與GPU協同發展，從AR和VR的應用將進一步推動GPU的發展，以滿足未來更高解析度和即時反應的要求。

另外值得注意的是亞太地區的市場成長，由於中國、日本和韓國等亞太國家在數位技術創新方面處於領先地位，預計這些地區將成為行動裝置GPU市場的主要成長引擎。行動GPU技術在市場需求的驅動下，正準備迎接一個快速成長與革新的時期，無論是遊戲、AI、5G還是AR/VR技術，都將持續推動這一領域的進步與變革。