GPU 性能测试

2025-05-21

背景

在当今数字化时代，图形处理能力已成为衡量开发板性能的关键指标之一, QuecPi Alpha 单板电脑，凭借其内置的高通 Adreno 642L/643 GPU，在图形处理领域展现出了令人瞩目的实力，想象一下，在智慧交通场景中，QuecPi Alpha 单板电脑能够凭借其强大的 GPU 性能，快速且精准地识别并标注车辆、车牌以及行人等目标物体，为交通管理提供实时且准确的数据支持。又或者在智能安全领域，面对复杂多变的监控画面，它能借助 GPU 卓越的运算能力，迅速完成图像识别与分析，及时发现潜在风险。这一切高效且精准的图形处理背后，正是 QuecPi Alpha GPU 性能的生动体现。它不仅能轻松应对日常的多媒体处理任务，更在对图形运算要求极高的复杂应用场景中，表现得游刃有余。以下通过 glmark2 基准测试工具，用于评估 QuecPi Alpha 的图形渲染性能。

glmark2 是一款开源的 OpenGL ES 和 EGL 基准测试工具，主要用于评估设备的图形渲染性能。它通过运行一系列标准化测试场景（如纹理填充、光照计算、像素处理等），量化 GPU 的帧率（FPS）、延迟（FrameTime）和稳定性，适用于嵌入式设备、手机、开发板等平台的图形性能分析和调优。

测试环境

glmark2 默认已集成到系统镜像并安装。进入设备终端可直接测试性能。

  • 准备显示器，并连接显示器到 QuecPi Alpha 上。

运行命令

  • 在设备终端运行以下命令以确保结果显示在连接的显示器上：
export XDG_RUNTIME_DIR=/dev/socket/weston && export WAYLAND_DISPLAY=wayland-1
  • 运行 glmark2 命令以测试图形渲染性能：
glmark2-es2-wayland

测试结果

QUALCOMM build                   : a4d6ce04e1, I363e8f8d61
Build Config                     : G ESX_C_COMPILER_OPT 4.4.0 AArch64
Driver Path                      : /usr/lib/libGLESv2_adreno.so
Driver Version                   : 0808.0
Process Name                     : glmark2-es2-wayland
GBM_INFO::msmgbm_mapper(262)::gbm mapper instantiated

gbm_create_device(224): Info: backend name is: msm_drm
PFP: 0x016dc112, ME: 0x00000000
I/Adreno-UNKNOWN (1382,1382): <ReadGpuID:1042>: Reading chip ID through GSL
Pre-rotation disabled !!!

EGL updater thread started

=======================================================
    glmark2 2021.12
=======================================================
    OpenGL Information
    GL_VENDOR:     Qualcomm
    GL_RENDERER:   Adreno (TM) 643
    GL_VERSION:    OpenGL ES 3.2
=======================================================
[build] use-vbo=false: FPS: 516 FrameTime: 1.938 ms
[build] use-vbo=true: FPS: 679 FrameTime: 1.473 ms
[texture] texture-filter=nearest: FPS: 748 FrameTime: 1.337 ms
[texture] texture-filter=linear: FPS: 722 FrameTime: 1.385 ms
[texture] texture-filter=mipmap: FPS: 231 FrameTime: 4.329 ms
[shading] shading=gouraud: FPS: 220 FrameTime: 4.545 ms
[shading] shading=blinn-phong-inf: FPS: 679 FrameTime: 1.473 ms
[shading] shading=phong: FPS: 221 FrameTime: 4.525 ms
[shading] shading=cel: FPS: 688 FrameTime: 1.453 ms
[bump] bump-render=high-poly: FPS: 693 FrameTime: 1.443 ms
[bump] bump-render=normals:[  606.705365][  T943] smcinvoke: process_accept_req: Setting pid:943, server id : 23 state to defunct
[  606.714752][  T944] smcinvoke: process_accept_req: Setting pid:944, server id : 23 state to defunct
[  606.724315][  T945] smcinvoke: process_accept_req: Setting pid:945, server id : 23 state to defunct
[  606.734878][  T946] smcinvoke: process_accept_req: Setting pid:946, server id : 23 state to defunct
[  606.751381][  T943] smcinvoke: process_tzcb_req: server is defunct, state= 1 tzhandle = -2147483625
[  606.760794][  T943] smcinvoke: process_tzcb_req: server invalid, res: -90
 FPS: 714 FrameTime: 1.401 ms
[bump] bump-render=height: FPS: 674 FrameTime: 1.484 ms
[effect2d] kernel=0,1,0;1,-4,1;0,1,0;: FPS: 373 FrameTime: 2.681 ms
[effect2d] kernel=1,1,1,1,1;1,1,1,1,1;1,1,1,1,1;: FPS: 251 FrameTime: 3.984 ms
[pulsar] light=false:quads=5:texture=false: FPS: 213 FrameTime: 4.695 ms
[desktop] blur-radius=5:effect=blur:passes=1:separable=true:windows=4: FPS: 559 FrameTime: 1.789 ms
[desktop] effect=shadow:windows=4: FPS: 466 FrameTime: 2.146 ms
Error: Requested MapBuffer VBO update method but GL_OES_mapbuffer is not supported!
[buffer] columns=200:interleave=false:update-dispersion=0.9:update-fraction=0.5:update-method=map: Unsupported
[buffer] columns=200:interleave=false:update-dispersion=0.9:update-fraction=0.5:update-method=subdata: FPS: 238 FrameTime: 4.202 ms
Error: Requested MapBuffer VBO update method but GL_OES_mapbuffer is not supported!
[buffer] columns=200:interleave=true:update-dispersion=0.9:update-fraction=0.5:update-method=map: Unsupported
[ideas] speed=duration: FPS: 578 FrameTime: 1.730 ms
[jellyfish] <default>: FPS: 642 FrameTime: 1.558 ms
[terrain] <default>: FPS: 74 FrameTime: 13.514 ms
[shadow] <default>: FPS: 527 FrameTime: 1.898 ms
[refract] <default>: FPS: 418 FrameTime: 2.392 ms
[conditionals] fragment-steps=0:vertex-steps=0: FPS: 679 FrameTime: 1.473 ms
[conditionals] fragment-steps=5:vertex-steps=0: FPS: 686 FrameTime: 1.458 ms
[conditionals] fragment-steps=0:vertex-steps=5: FPS: 230 FrameTime: 4.348 ms
[function] fragment-complexity=low:fragment-steps=5: FPS: 680 FrameTime: 1.471 ms
[function] fragment-complexity=medium:fragment-steps=5: FPS: 693 FrameTime: 1.443 ms
[loop] fragment-loop=false:fragment-steps=5:vertex-steps=5: FPS: 691 FrameTime: 1.447 ms
[loop] fragment-steps=5:fragment-uniform=false:vertex-steps=5: FPS: 240 FrameTime: 4.167 ms
[loop] fragment-steps=5:fragment-uniform=true:vertex-steps=5: FPS: 685 FrameTime: 1.460 ms
=======================================================
                                  glmark2 Score: 506
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EGL updater thread exited

性能分析

glmark2 基准测试报告显示的 QuecPi Alpha 的 OpenGL ES 图形性能，最终得分为 506，总体表现不错。主要性能表现如下：

VBO（顶点缓冲对象）优化

  • use-vbo=false → 516 FPS
  • use-vbo=true → 679 FPS（提升 31.6%）

结论：启用 VBO 能显著提升渲染效率，减少 CPU-GPU 数据传输开销。

纹理过滤模式

  • nearest（最近邻）→ 748 FPS（最快）
  • linear（线性）→ 722 FPS（轻微性能损失）
  • mipmap（多级渐远）→ 231 FPS（性能下降 69%）

结论：mipmap 因额外计算开销导致帧率大幅下降，适合高质量纹理但代价高。

着色模型（Shading）

  • blinn-phong-inf（优化版布林-冯模型）→ 679 FPS
  • cel（卡通渲染）→ 688 FPS
  • phong/gouraud（传统光照模型）→ 220 FPS（性能极低）

结论：现代着色器（如 blinn-phong-inf）比传统模型（如 phong）更高效。