梳理移动 GPU 从 TBR、经典 TBDR 到现代 Hybrid Tile Renderer 的演变，并说明 RenderPass 组织对带宽的影响。

这个演化过程其实没有一个“某年突然切换”的明确节点，因为移动 GPU 的 Tile 架构一直是在逐渐混合、逐渐现代化的。但如果从主流移动 GPU 的发展来看，大概可以分成三个阶段：

1. 早期：纯 TBR（Tile-Based Rendering）

大约：

1990s 后期～ 2008 左右

代表：

早期 PowerVR
MBX
SGX 初期
一些早期 Mali

核心思想：

“先把场景分 Tile，再在 Tile 内渲染”

但：

仍然会频繁访问外部显存
没有完整的 Hidden Surface Removal
也没有真正意义上的 Tile 内 deferred shading

因此它更像：

Tile Binning + Immediate Rendering

而不是现代意义的 TBDR。

当时为什么做 TBR

因为移动设备带宽极低。

那个时代：

LPDDR 带宽很差
功耗极其敏感
外部显存访问非常贵

所以 GPU 厂商开始：

把屏幕切成小块(Tile)

这样：

Cache 命中率高
Rasterizer 更小
带宽需求下降

但：

颜色/深度仍然大量写回显存。

2. TBDR 兴起（真正的 Tile Deferred）

大约：

2008 ～ 2016

这是移动 GPU 架构革命期。

代表：

PowerVR SGX/Series6
Mali Midgard
Adreno 3xx/4xx（部分）
Apple A7~A10 GPU

这时真正出现了：

Tile Memory(On-chip SRAM)

和：

Hidden Surface Removal

核心变化：

GPU 不再：

画一个像素 -> 立刻写显存

而是：

整个 Tile 在片上完成：
    深度测试
    blending
    MSAA
    color
最后一次性写回显存

这才是真正的：

Tile-Based Deferred Rendering

为什么叫 Deferred

这里的 Deferred 不是：

“Deferred Shading”

而是：

“延迟写回外部显存”

真正被延迟的是：

Color Buffer Store
Depth Store
MSAA Resolve

不是 shader 执行本身。

这个阶段的关键技术

1. Tile Memory

GPU 内部 SRAM：

32KB
64KB
128KB

保存：

color
depth
stencil
MSAA samples

2. HSR（Hidden Surface Removal）

在 Tile 内：

先知道谁最终可见
再执行 fragment

大量减少 overdraw。

这是 PowerVR 当年最强的地方。

3. Transaction Elimination

如果 Tile 内容没变：

甚至不写回显存

进一步省电。

3. 现代阶段：可变 TBDR / Hybrid Tile GPU

大约：

2017 ～至今

代表：

Adreno 6xx/7xx
Apple A11~M 系列
Mali Valhall
Immortalis
Samsung Xclipse(RDNA 派生)

现在已经很难说：

“它是纯 TBDR”

因为现代图形 API：

Vulkan
DX12
Metal

要求 GPU 更灵活。

而传统严格 TBDR 有很多限制。

为什么纯 TBDR 不适合现代 API

因为现代 API 允许：

1. 任意 RenderPass 切换

例如：

GBuffer
-> Lighting
-> PostProcess
-> UI
-> Compute
-> CopyTexture

严格 TBDR 希望：

整个 Tile 一次做完

但现代 API：

经常中途打断

2. Compute Shader

Compute：

不遵守 raster order
不遵守 tile 生命周期
任意读写 UAV

这对严格 TBDR 非常困难。

3. Framebuffer Fetch / Readback

例如：

读取之前的颜色

可能迫使：

Tile Flush

4. 多 Render Target

现代 deferred rendering：

4~8 MRT

Tile SRAM 压力暴增。

所以现代 GPU 变成了：

“Conditional TBDR”

或者：

“Hybrid Tile Renderer”

意思是：

如果你的渲染：

RenderPass 连续
不中途切换 RT
不读 framebuffer
MRT 不多
不乱用 compute

GPU：

就会表现得像经典 TBDR

几乎不写显存。

但如果：

你：

GrabPass
Camera Stack
Blit
多次 RT 切换
Compute/UAV
Deferred GBuffer

GPU：

就会频繁 Tile Resolve

退化成：

部分 Immediate Renderer

Adreno 是最典型的例子

现代 Adreno：

不是纯 TBDR。

它：

“能 TBDR 时尽量 TBDR”

否则：

自动退化。

因此 Qualcomm 官方现在甚至很少直接宣传：

TBDR

而更多说：

Tile-based GPU
Bandwidth optimized architecture

Quest 3（Adreno 740）属于什么

Quest 3：

Meta Quest 3

其 GPU：

Adreno 740（XR2 Gen2 变种）

属于：

Hybrid TBDR / Variable TBDR

特点：

能保 Tile 的情况

Forward Rendering
单 RT
MSAA
Vulkan RenderPass
URP Forward

性能极高。

会破坏 Tile 的情况

GrabPass
Camera Stack
多次 Blit
Deferred
SSAO
大量 PostFX
UAV 写入

会导致：

Store/Reload

带宽和功耗暴涨。

一个更准确的历史总结

时代	架构	特征
1995~2008	TBR	Tile 分块，但仍大量写显存
2008~2016	经典 TBDR	Tile 内完整 deferred store
2017~现在	Hybrid/Variable TBDR	尽量 TBDR，但动态退化

一个重要认知

现代移动 GPU：

已经不是：

“固定架构”

而是：

“根据你的 FrameGraph 动态改变行为”

因此：

同一个 Adreno 740：

你可以：

写出接近纯 TBDR 的 renderer

也可以：

写出像 PC Immediate Renderer 一样高带宽的 renderer

区别完全在：

移动端GPU的演变

1. 早期：纯 TBR（Tile-Based Rendering）

当时为什么做 TBR

2. TBDR 兴起（真正的 Tile Deferred）

Tile-Based Deferred Rendering

为什么叫 Deferred

“Deferred Shading”

“延迟写回外部显存”

这个阶段的关键技术

1. Tile Memory

2. HSR（Hidden Surface Removal）

3. Transaction Elimination

3. 现代阶段：可变 TBDR / Hybrid Tile GPU

为什么纯 TBDR 不适合现代 API

1. 任意 RenderPass 切换

2. Compute Shader

3. Framebuffer Fetch / Readback

4. 多 Render Target

所以现代 GPU 变成了：

“Conditional TBDR”

“Hybrid Tile Renderer”

如果你的渲染：

但如果：

Adreno 是最典型的例子

“能 TBDR 时尽量 TBDR”

自动退化。

Quest 3（Adreno 740）属于什么

Hybrid TBDR / Variable TBDR

能保 Tile 的情况

会破坏 Tile 的情况

一个更准确的历史总结

一个重要认知

“根据你的 FrameGraph 动态改变行为”

RenderPass 组织方式。

移动端GPU的演变

1. 早期：纯 TBR（Tile-Based Rendering） ​

当时为什么做 TBR ​

2. TBDR 兴起（真正的 Tile Deferred） ​

Tile-Based Deferred Rendering ​

为什么叫 Deferred ​

“Deferred Shading” ​

“延迟写回外部显存” ​

这个阶段的关键技术 ​

1. Tile Memory ​

2. HSR（Hidden Surface Removal） ​

3. Transaction Elimination ​

3. 现代阶段：可变 TBDR / Hybrid Tile GPU ​

为什么纯 TBDR 不适合现代 API ​

1. 任意 RenderPass 切换 ​

2. Compute Shader ​

3. Framebuffer Fetch / Readback ​

4. 多 Render Target ​

所以现代 GPU 变成了： ​

“Conditional TBDR” ​

“Hybrid Tile Renderer” ​

如果你的渲染： ​

但如果： ​

Adreno 是最典型的例子 ​

“能 TBDR 时尽量 TBDR” ​

自动退化。 ​

Quest 3（Adreno 740）属于什么 ​

Hybrid TBDR / Variable TBDR ​

能保 Tile 的情况 ​

会破坏 Tile 的情况 ​

一个更准确的历史总结 ​

一个重要认知 ​

“根据你的 FrameGraph 动态改变行为” ​

RenderPass 组织方式。 ​

1. 早期：纯 TBR（Tile-Based Rendering）

当时为什么做 TBR

2. TBDR 兴起（真正的 Tile Deferred）

Tile-Based Deferred Rendering

为什么叫 Deferred

“Deferred Shading”

“延迟写回外部显存”

这个阶段的关键技术

1. Tile Memory

2. HSR（Hidden Surface Removal）

3. Transaction Elimination

3. 现代阶段：可变 TBDR / Hybrid Tile GPU

为什么纯 TBDR 不适合现代 API

1. 任意 RenderPass 切换

2. Compute Shader

3. Framebuffer Fetch / Readback

4. 多 Render Target

所以现代 GPU 变成了：

“Conditional TBDR”

“Hybrid Tile Renderer”

如果你的渲染：

但如果：

Adreno 是最典型的例子

“能 TBDR 时尽量 TBDR”

自动退化。

Quest 3（Adreno 740）属于什么

Hybrid TBDR / Variable TBDR

能保 Tile 的情况

会破坏 Tile 的情况

一个更准确的历史总结

一个重要认知

“根据你的 FrameGraph 动态改变行为”

RenderPass 组织方式。