PowerVR架構能快速支持最新的技術，Vulkan API便是實證。Vulkan是一款現代的API，使開發人員能夠獲得底層圖像硬件的“低級”訪問權限，確保硬件性能的最大化。

任何需要顯示大量數據的應用程序（如導航軟件）便是Vulkan的絕佳使用案例。導航應用程序需要大量的后臺處理，使大量的相關信息盡可能以較高的幀速率進行渲染。在這里，我將詳細介紹最新的衛星導航演示系統，我將闡述其如何利用Vulkan圖像API、對比Vulkan與OpenGL ES的性能、闡釋為何PowerVR適合運行這類使用了現代圖像API（如Vulkan）的程序。

Vulkan and OpenGL ES

首先，讓我們先回顧Vulkan和OpenGL ES之間的差異。與OpenGL ES相比，Vulkan基本上設計有完全和明確的控制，其中包括對多線程分布工作負載的嚴格控制。

GPU資源可以在一個線程上分配，而其他GPU可以同步在另一個線程上工作。此外， OpenGL ES是調用GPU命令，并隨后立即執行；而在Vulkan中，命令則“記錄”在命令緩沖區(基本上只是一個指令列表)。隨后，整個命令緩沖區將提交給GPU用于渲染。這種結構意味著，對于開發人員而言，命令提交是完全可預測的。當渲染命令發送至GPU時，他們可以準確控制，而這與OGLES恰恰相反。在OGLES中，有些GPU命令在調用時不會執行，而是在渲染循環中的其他任意點執行——超出了開發人員的控制范圍。更為關鍵的是，假設內容不變，命令緩沖區在每幀渲染時會被再次使用。這樣，每一幀它們都將被再次記錄，并再次提交。OpenGL ES中則不存在這種構造。

此外，命令緩沖區可以由多個二級緩沖區構成，使這部分圖像工作負載在每幀被再次記錄時可以得到很好地控制。記錄一次后則只剩下靜態緩沖區，動態緩沖區則在所要求的時間間隔內被再次記錄。這個間隔通常為一幀,但也不一定。

衛星導航系統的架構

現在的問題是，這如何映射到衛星導航應用程序中？對于我們的衛星導航演示系統，我們使用來自OpenStreetMap.org的映射數據，這樣便能夠查詢指定貼圖區域內所有映射元素的數據庫。這是一種常見且直觀的處理數據的方式，十分適合Vulkan，因為這意味著，我們可以將每個貼圖所有的渲染命令記錄至自己的命令緩沖區中。由于映射數據永遠不會改變，因此只需要處理一次。

攝像機掠過映射圖時，我們需要在新貼圖中進行定期加載，但應用程序又需要保持響應——我們無法停止主線程。有了Vulkan，便可以在新貼圖中分配GPU資源，并在單獨的工作線程中記錄其命令緩沖區，且不用分配主線程，這樣便可以在輸入中進行渲染和響應。對于這個應用程序，有一個額外的工作線程便足矣，但如果我們有需要，可以一次生成多個線程來處理更多的貼圖。這甚至可以動態地擴展，基于有多少CPU資源可以使用，或者設備功率是否需要被管理。這些在OpenGL ES中是非常重大的，但卻是Vulkan設計中最基本的部分。

正如貼圖可見，其又可以不可見，這意味著命令緩沖區將被釋放。當貼圖可見時，并非是解除分配和再次分配，而是在從命令池對象中預分配一組緩沖，再從這組緩沖中，對使用過的緩沖進行循環，這樣便可以降低應用程序的動態內存分配成本。

PowerVR

相比先前的API，Vulkan使PowerVR可以以更高的效率處理這些任務。作為基于貼圖的延遲渲染器(TBDR)，我們的硬件能夠充分利用所需的信息進行預渲染。Vulkan使用“渲染通道”結構(由包含命令緩沖區的子通道組成)來定義渲染工作。相比單個的繪制調用，這更像基于貼圖的渲染器所使用的基本工作單元。這些結構于貼圖器而言也很便利，因為它們可以防止在繪制調用之間出現幀沖刷，不然，則需要對貼圖進行多次渲染。為更深入地了解這層含義及PowerVR架構如何與Vulkan有效合作，請閱讀托拜厄斯·赫克托所撰寫的文章。

PowerVR SDK關鍵詞

Vulkan編寫的這款應用程序使用了PowerVR SDK，這表示，生成OpenGL ES版則非常簡單。SDK反映了Vulkan API架構，但對底層API進行了抽象化，所以相同的代碼只適用于Vulkan和OpenGL ES。唯一重大的變更便是描述符集(OpenGL ES沒有這些概念)，且將GPU資源分配到主線程中。此外，使用SDK也意味著，在所有的平臺上（Android、Windows和Linux），相同的代碼僅僅只是工作，不會制造麻煩。

性能對比

讓我們將Vulkan和OpenGL ES的演示進行對比。以下視頻和圖像都是在基于Android的Nexus Player上運行所生成的——一款包含了PowerVR G6430 GPU的消費設備。從視頻中可以看出，Vulkan應用不斷呈現更高的幀率，加載新貼圖時性能也未出現明顯下降。相反，在OpenGL ES中，基本幀率則較低，因為需要做大量的工作來告訴GPU每幀的任務是什么。同時，加載新內容時還會出現斷斷續續的情況，因為主線程必須中斷后分配GPU資源。

映射數據由? OpenStreetMap貢獻。這些數據在開放數據庫許可時可用。