UE4中性能优化工具合集
- 简述
- CPU
- Unreal Insight
- Unreal Profiler
- Simpleperf
- Android Studio
- Perfetto
- XCode Timeprofiler
- Best Practice
- GPU
- Adreno GPU
- Mali GPU
- Android GPU Inspector (AGI)
- 内存
- 堆内存分析
- Android Studio
- LoliProfiler
- UE5 Memory Insights
- Unity Mono 内存
- Memreport
- RHI Memory
- XCode Allocations
- 功耗
- 硬件方案
- 电流计
- 软件方案
- 包体
- SizeMap
- Unreal PakViewer
- Custom Built Profiler With CI
- 代码崩溃 & 稳定性
- Address Santizer
- StompAllocator
- Vulkan
简述
总结UE4中性能优化工具合集，之前转过一篇LLM内存统计工具，非常详细，这里会总结全面，包括了CPU/GPU内存/功耗/包体/代码稳定的各类工具，方便筛选使用
CPU
Unreal Insight
Unreal Insight在 Unreal Engine 4.24.3版本中开始支持移动平台性能数据录取。数据直接写入文件，GUI工具采集结束后离线解析数据文件。（平时使用较多）
优势：可长时间录制数据，数据在时间轴上以进程调度的形式展示，比较容易分析Game、RenderThread与WorkerThread的调度情况，从整体上结合时间连贯性对CPU瓶颈进行初步的定位。也可用于分析有规律的卡顿掉帧的情况。
劣势：所记录的调用堆栈较浅（可手动打点），较难定位到具体出问题的代码，人工分析需要时间与经验
Unreal Profiler
UE5已删除此模块
（平时使用较多）Unreal Engine 中的 Profiler则是分析CPU端性能情况的一个老工具，与Unreal Insights相比它缺少了线程间调度情况的数据，优点在于其记录的调用堆栈深度较深，可与Insights结合使用 UE4引擎窗口中菜单DeveloperTools下SessionFrontend界面即为Profiler所在的窗口 可通过两种方法抓取数据：
启动程序时增加参数：-messaging
游戏中使用命令： stat startfile, stat stopfile
/sdcard/UE4Game/YourProject/UE4CommandLine.txt
../../../YourProject/YourProject.uproject -messaging
# 数据存放于
/sdcard/UE4Game/FPSDemo/FPSDemo/Saved/Profiling/UnrealStats
Simpleperf
Simpleperf可录制很深的CPU调用堆栈，可用于详细分析问题时间内的CPU代码执行情况，其将数据聚合，输出类似于Instrument TimeProfiler的形式，可以看到不同函数在一段时间内的贡献、占比情况，及调用次数，方便对其进行更有针对性的优化。但这种聚合模式没有单帧的概念，主要用于宏观统计。因此可以与Profiler、Insights等工具结合使用。建议使用Test包进行数据分析，避免Development版本额外代码所造成的性能压力影响真实数据
Android Studio
使用Android Studio的 ProfileAPK 功能，即可较为自动的生成性能数据
Perfetto
Perfetto可以拿到simpleperf、systrace等数据
可用于分析APP、系统整体CPU调度，渲染节奏等问题
XCode Timeprofiler
XCode Timeprofiler 与Simpleperf原理相同的CPU性能分析工具，功能强大
Best Practice
粗粒度工具：FramePro、UnrealInsight 用于开发期CI暴漏明显问题
发现问题后，使用细粒度工具进行深度分析：Simpleperf、Streamline、TimeProfiler
建议使用Test包，排除Cache、冗余代码、Profiler本身对性能的影响
尝试：离线计算、ParallelFor、异步化、SOA化等方案
并使用CacheSim、Streamline进行 Cache Miss 分析，压榨出最后的水分
GPU
现代Mobile GPU通常使用 TBR、TBDR 硬件架构
在有限的功耗下提供尽可能多的性能空间
除了控制 运算负载、动态分支、全精度运算 等天然GPU不友好的指标之外
Mobile GPU因其On-chip Memory较小的原因
需要严格控制寄存器数量，避免Register Spill产生额外IO带宽
Adreno GPU
Adreno GPU
使用Snapdragon Profiler进行Counter数据抓取 提供python脚本进行Counter数据汇总与分类
Mali GPU
Android GPU Inspector (AGI)
Android GPU Inspector (AGI)
系统性能分析
执行系统级跟踪和分析，以深入了解游戏和系统服务使用的资源，例如 GPU、CPU、内存、电池和 GPU 计数器。支持 Qualcomm® AdrenoTM、Arm® MaliTM 和 Imagination® PowerVRTM GPU
帧性能分析
从单个应用帧捕获跟踪记录，然后对游戏的 GPU 使用情况执行深入分析。其中包括对 Vulkan 和 OpenGL ES API 调用进行更深入的介绍和分析
内存
Android、iOS内存管理核心：
- 分页（Paging）
- 内存映射（Memory Mapping）
CPU & GPU 公用一套内存硬件（GPU有少量OnChip Memory）
当内存不足时触发分页（Page Out）释放内存：触发 内存压缩; 删除Clean Page; 当剩余内存低于阈值，系统将开始杀进程
堆内存分析
Android Studio
Android Studio 支持 Native（C++） 堆内存分配的分析工作
Perfetto组件可使用Heapperfd进行Native内存分析工作
LoliProfiler
LoliProfiler支持整合至 UE、Unity 引擎分析 Native（C++）内存
UE5 Memory Insights
UE5 Memory Insights
Unity Mono 内存
Mono虚拟机（IL2CPP）提供内存快照接口
UnityMemPerf用C++&QT完美还原了Unity IL2CPP内存工具PerfAssist的体验，无需Unity、无需SDK，连接USB拉起APP即可抓取托管内存快照，进行内存分析、快照Diff
Memreport
提供 UE4 Memreport 数据解析、Diff与可视化功能：(经常使用)
RHI Memory
可针对性的对 UE Vulkan、GL、Metal RHI层内存申请接口结合 FRHIResource 的DebugName
实现一套数据Dump机制，以链接 RHI 内存与 UE RHI资源，深入分析RHI内存
XCode Allocations
类似 Simpleperf 在 iOS 可查看堆内存分配数据的工具
iOS Memory Deep Dive
功耗
手机硬件集成度高，重度手游发热明显，发热与功耗的关系越来越受到开发者的重视
功耗统计难点：
- 硬件集成度高，被动散热上限低
- 难以测量单模块功耗
- 静态、动态功耗叠加
- 能耗和利用率、频率呈线性关系，和电压呈二次关系
综合导致：功耗数据获取难度大，功耗数据体现非线性，数据分析难度也很大
硬件方案
电流计
设备充满电（100%），将电流计与充电头连接。
在系统的蓝牙管理面板中查找名为“UC96_SPP”的设备，配对连接并且获取其Mac地址记下。
软件方案
Perfdog支持基于驱动上报的功耗数据获取， iOS直接解析了XCode Energy的数据
包体
包体的大小、首包资源的大小对于玩家有较大影响
尽可能减少包体大小，也是开发者需要关注的重点问题
SizeMap
SizeMap介绍，可以将本地的pak包加载， SizeMap以TreeMap图的形式将资源分类，我们可以点击任意分类进入更深的层级来分析数据
Unreal PakViewer
Unreal PakViewer
Custom Built Profiler With CI
Asset Registry 中包含资源的 Meta 信息（AssetRegistrySearchable），可在Cook & Package 结束后使用 Commandlet 分析此信息
代码崩溃 & 稳定性
可通过addr2line翻译崩溃符号至具体代码行号
# android-ndk-r21d\toolchains\aarch64-linux-android-4.9\prebuilt\windows-x86_64\bin\aarch64-linux-android-addr2line.exe
addr2line.exe -f -C -e path/to/libUE4.so 0x009988ff
Address Santizer
Android、iOS平台原生支持 ASan，UE也已整合至引擎中
测试ASan包，提前发现内存越界、Use-after-free等常见内存问题
安卓使用ASan检查UE4内存问题
StompAllocator
Windows平台也支持ASan，不行的是至少4.27版本的引擎仍旧无法正常使用ASan功能
可使用替代品，UE内部的 Stomp Allocator（会占用巨量虚拟内存（60G+））
https://pzurita.wordpress.com/2015/06/29/memory-stomp-allocator-for-unreal-engine-4/
通过Page可以设置Read、Write保护的特性，在每次申请内存时，使用Page读写保护来保护内存区域
当越界读写时，就会触发保护，从而崩溃在问题出现的第一现场
Vulkan
Vulkan RHI在较新的移动设备中已全面支持
其RHI性能、驱动内存占用，可玩性、以及可优化性 远超 OpenGL RHI
包含Command的Trace工具，发现崩溃问题时，可通过Trace工具记录完整Command数据
