手機(jī)、汽車(chē)、游戲、數(shù)字電視、桌面顯示、云服務(wù)器……現(xiàn)代生活中,為了實(shí)現(xiàn)更理想的用戶(hù)體驗(yàn),越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景都在追求更加卓越的圖形處理和顯示效果,圖形處理器(GPU)也由此變得越發(fā)關(guān)鍵。而且,高性能、多特性的GPU除了可以提供強(qiáng)大的圖形處理功能外,也開(kāi)始憑借不斷提升的計(jì)算能力在人工智能應(yīng)用方面發(fā)揮重要作用,因此,眾多設(shè)備、系統(tǒng)和應(yīng)用廠商將GPU作為關(guān)注熱點(diǎn)也就不難理解了。
在GPU領(lǐng)域,Imagination是一家值得重點(diǎn)關(guān)注的企業(yè),30余年GPU研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的積累沉淀、永遠(yuǎn)追求技術(shù)領(lǐng)先的開(kāi)拓精神都是這家公司深獲業(yè)界認(rèn)可的因由。對(duì)于Imagination,很多業(yè)內(nèi)人士更了解的應(yīng)該是其多年來(lái)在移動(dòng)GPU領(lǐng)域的深厚影響,其實(shí)他們?cè)谄?chē)GPU領(lǐng)域也一直處于業(yè)界絕對(duì)領(lǐng)先地位,而且隨著公司經(jīng)歷中資收購(gòu)和進(jìn)一步大力投資于研發(fā)之后,Imagination也在因應(yīng)市場(chǎng)新需求不斷拓展其應(yīng)用市場(chǎng),以追尋更廣闊的成長(zhǎng)空間。
手機(jī)GPU市場(chǎng)的再接再厲
正如前文所說(shuō),Imagination的GPU性能是毋庸置疑的,蘋(píng)果是他們超過(guò)十年的客戶(hù)就足以證明他們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域的影響力。但作為一家在圖形方面有35年經(jīng)驗(yàn)的公司,Imagination并不固步自封。在2019年12月,發(fā)布了其全新架構(gòu)的A系列GPU。按照當(dāng)時(shí)的描述,這系列產(chǎn)品是Imagination 15年來(lái)最重要的GPU和IP發(fā)布。
在日前,Imagination公司則帶來(lái)全新的B系列,將公司GPU性能再次帶上了一個(gè)新臺(tái)階。
據(jù)Imagination技術(shù)產(chǎn)品管理高級(jí)總監(jiān)Kristof Beets介紹,全新的B系列GPU能提供最高的性能密度,可以針對(duì)給定的性能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)更低的功耗和高達(dá)35%的帶寬降低,這使其成為頂級(jí)設(shè)計(jì)的理想解決方案。與前幾代產(chǎn)品相比,B系列的功耗降低了多達(dá)30%,面積縮減了25%,且填充率比競(jìng)品IP內(nèi)核高2.5倍。
和A系列一樣,新一代的GPU同樣有四個(gè)系列,分別是IMG BXE、IMG BXM、IMG BXT和IMG BXS。其中,前三款面向移動(dòng)端的GPU將會(huì)是B系列的重要關(guān)注點(diǎn)。
Kristof Beets在發(fā)布會(huì)中也指出,IMG BXE是面向入門(mén)級(jí)游戲設(shè)計(jì)的GPU內(nèi)核,其每個(gè)時(shí)鐘周期可以處理從1個(gè)像素到高達(dá)16個(gè)像素,從而可支持從720p到8K的分辨率。“與上一代內(nèi)核相比,BXE實(shí)現(xiàn)了多達(dá)25%的面積縮減,同時(shí)其填充率密度高達(dá)競(jìng)品的2.5倍”,Kristof Beets強(qiáng)調(diào)。
來(lái)到IMG BXM,則是Imagination面向中端移動(dòng)游戲和數(shù)字電視等市場(chǎng)推出的一系列性能高效的內(nèi)核。據(jù)介紹,這系列的GPU能夠在緊湊的硅面積上實(shí)現(xiàn)填充率和計(jì)算能力的最佳平衡。
至于IMG BXT,則是面向旗艦級(jí)的移動(dòng)設(shè)備、服務(wù)器和云平臺(tái)出的系列產(chǎn)品。從Imagination提供的數(shù)據(jù)可以看到,該旗艦款B系列GPU是一個(gè)四核部件,可以提供6 TFLOPS的性能,每秒可處理192 Gigapixel(十億像素),擁有24 TOPS(每秒萬(wàn)億次計(jì)算)的人工智能(AI)算力,同時(shí)可提供行業(yè)最高的性能密度。
從Kristof Beets的介紹我們得知,新的B系列擁有多核架構(gòu),能夠帶來(lái)更高的性能。Imagination Technologies首席產(chǎn)品官Chris Porthouse也說(shuō)道:“我們?cè)诙嗪思軜?gòu)中采用了自己最佳的高性能、低功耗內(nèi)核,并整合了創(chuàng)新性的分散管理方法,從而可以提供高效的擴(kuò)展特性,并且可與諸如小芯片(chiplet)架構(gòu)等行業(yè)趨勢(shì)相兼容。這使我們能夠提供以前的GPU IP所不能提供的一系列性能水平和配置”。
而從他們的介紹我們得知,Imagination 全新的多核架構(gòu)已經(jīng)針對(duì)BXT和BXM內(nèi)核的每個(gè)產(chǎn)品系列進(jìn)行了優(yōu)化,利用多個(gè)主核的擴(kuò)展特性實(shí)現(xiàn)了GPU內(nèi)核的多核擴(kuò)展。得益于這個(gè)多核架構(gòu)的設(shè)計(jì),這兩個(gè)系列GPU結(jié)合了所有內(nèi)核的能力,可以為單個(gè)應(yīng)用提供最大化的性能,或者可以根據(jù)需要支持不同內(nèi)核去運(yùn)行獨(dú)立的應(yīng)用。
而B(niǎo)XE內(nèi)核則提供了主核-次核的擴(kuò)展模式,這是一種面積優(yōu)化的解決方案,通過(guò)單個(gè)GPU內(nèi)核提供了高性能,同時(shí)可以利用我們的HyperLane技術(shù)進(jìn)行多任務(wù)處理。
Imagination方面表示,借助這個(gè)全新系列的GPU,公司希望能夠在繼續(xù)向蘋(píng)果公司授權(quán)的同時(shí),擴(kuò)大在安卓市場(chǎng)的占有率,進(jìn)而提升公司在移動(dòng)GPU市場(chǎng)的占有率。 從Imagination提供的數(shù)據(jù)看來(lái),其在GPU IP市場(chǎng)達(dá)到35.5%的份額,超越Arm Mali系列和高通Adreno系列,登上移動(dòng)GPU IP龍頭的位置。
三大新市場(chǎng)的強(qiáng)勢(shì)出擊
借助這個(gè)全新的B系列的GPU,Imagination希望能在多個(gè)市場(chǎng)開(kāi)疆辟土。其中尤其以桌面和云市場(chǎng)更受公司關(guān)注。
首先看汽車(chē)GPU方面,在去年A系列的發(fā)布會(huì)上,Imagination就發(fā)布了面向汽車(chē)應(yīng)用的IMG AXT-32-1024。據(jù)了解,這系列IP的性能為1 TFLOP、32 Gpixels和4TOPS,能為汽車(chē)應(yīng)用提供強(qiáng)力的支持,公司也對(duì)汽車(chē)寄予了厚望。今年五月,Imagination更是宣布與北汽產(chǎn)投攜手成立合資企業(yè)北京核芯達(dá)科技有限公司,將致力于面向自動(dòng)駕駛的應(yīng)用處理器和面向智能座艙的語(yǔ)音交互芯片研發(fā)。能達(dá)成這個(gè)合作,Imagination在GPU方面的實(shí)力是關(guān)鍵。
而在新的B系列產(chǎn)品中,Imagination也帶來(lái)了其面向未來(lái)汽車(chē)的IMG BXS 系列GPU。據(jù)介紹,BXS系列是符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的GPU,也是迄今為止所開(kāi)發(fā)的最先進(jìn)的汽車(chē)GPU IP內(nèi)核。BXS提供了一個(gè)完整的產(chǎn)品系列,從入門(mén)級(jí)到高級(jí)的產(chǎn)品,可為下一代人機(jī)界面(HMI)、UI顯示、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、數(shù)字駕艙、環(huán)繞視圖提供解決方案,再到高計(jì)算能力的配置,則可支持自動(dòng)駕駛和ADAS。
Kristof Beets則告訴記者,BXS系列采用了Imagination獨(dú)創(chuàng)的技術(shù),讓其可以驗(yàn)證和確保GPU數(shù)據(jù)的正常執(zhí)行和傳輸。從硬件設(shè)計(jì)上看,該系列GPU除了帶有鎖步(lockstep)機(jī)制外,X還包括硬件機(jī)制,可以在計(jì)算和圖形處理功能上執(zhí)行安全關(guān)鍵工作負(fù)載的同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能最大化。此外,Imagination在汽車(chē)GPU方面的驅(qū)動(dòng)技術(shù)也都是自行研發(fā)的,這和行業(yè)大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手選擇與第三方合作的方式有所不同,這進(jìn)一步幫助客戶(hù)更好地完成其相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。目前Imagination已經(jīng)在汽車(chē)GPU IP市場(chǎng)拿下43%左右的份額。
再看桌面和云GPU市場(chǎng),這也將會(huì)是Imagination未來(lái)的發(fā)力點(diǎn)所在。而從最近這兩年的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)際合作關(guān)系來(lái)看,這也是一個(gè)很好理解的邏輯。以桌面為例,當(dāng)前桌面GPU的主流供應(yīng)商是AMD、Intel和Nvidia,但他們?nèi)叨际敲绹?guó)供應(yīng)商,考慮到當(dāng)前的中美關(guān)系,這些GPU提供商的未來(lái)充滿(mǎn)著不確定性,這就給總部位于英國(guó)的Imagination帶來(lái)了機(jī)會(huì)。對(duì)于他們來(lái)說(shuō),這其實(shí)并不是一個(gè)新市場(chǎng)。
資料顯示,在進(jìn)入移動(dòng)市場(chǎng)之前,Imagination曾在PC GPU市場(chǎng)擁有強(qiáng)大的影響力。在3dfx Voodoo系列顯卡鼎盛的時(shí)代,Imagination尚能夠在3D領(lǐng)域甚至有能與其掰手腕。雖然后來(lái)在ATI和Nvidia的激烈競(jìng)爭(zhēng)者沒(méi)落后,但I(xiàn)magination將其重點(diǎn)轉(zhuǎn)向移動(dòng)市場(chǎng),其低功耗且具強(qiáng)大性能的PowerVR系列曾在移動(dòng)GPU IP市場(chǎng)占據(jù)霸主地位。經(jīng)歷了十幾年的潛行之后,Imagination重返桌面GPU 市場(chǎng)。
因?yàn)閾碛兄渌魏螐S商所不具備的優(yōu)勢(shì),Imagination在這個(gè)領(lǐng)域的實(shí)力顯而易見(jiàn)。Kristof Beets也表示,采用B系列多核設(shè)計(jì)的7nm桌面GPU,頻率可達(dá)到1.5 GHz,能幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)他們想要的桌面GPU應(yīng)用。
至于云GPU,這也是一個(gè)不容忽視的市場(chǎng)。近年來(lái),因?yàn)榻K端設(shè)備應(yīng)用對(duì)芯片的性能要求越來(lái)越高,為了提升消費(fèi)者的體驗(yàn),很多廠商就打出了“云游戲”和“云手機(jī)”之類(lèi)的概念。具體而言就是希望借助云端的算力,提高終端設(shè)備的使用體驗(yàn)。Imagination也希望在這個(gè)市場(chǎng)發(fā)力。
據(jù)了解,本土廠商芯動(dòng)科技已經(jīng)把最新推出的IMG B系列BXT高性能多核圖形處理器(GPU)IP,集成到其全球首發(fā),支持桌面和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的GPU獨(dú)立顯卡產(chǎn)品中。同時(shí),雙方還在探索進(jìn)一步長(zhǎng)期戰(zhàn)略性合作,旨在將更多功能更強(qiáng)大的GPU顯卡芯片以及解決方案推向市場(chǎng)。Imagination Technologies新上任的首席執(zhí)行官Simon Beresford-Wylie也表示:“IMG B系列為我們的客戶(hù)提供了更多選擇。它建立在大量投資及A系列技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,同時(shí)增加了多核技術(shù),以驚人的33種全新配置擴(kuò)展了Imagination的GPU產(chǎn)品系列。憑借B系列產(chǎn)品,我們相信Imagination可以為每個(gè)人提供最佳的GPU,無(wú)論他們有何種需求。”
雄厚的技術(shù)積累是底氣
之所以Imagination在移動(dòng)GPU和公司瞄準(zhǔn)的新興市場(chǎng)擁有如此巨大的野心,與公司擁有雄厚的技術(shù)家底有很重要的關(guān)系。
從Imagination的介紹我們得知,經(jīng)過(guò)多年的積累,公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了面向圖形處理、計(jì)算和連接方面的IP,光是在GPU方面,Imagination已經(jīng)有了超過(guò)1500項(xiàng)的專(zhuān)利積累。據(jù)統(tǒng)計(jì),迄今為止,帶有Imagination IP的芯片產(chǎn)品的累計(jì)出貨量超過(guò)了110億顆。
在打下深厚的核心技術(shù)基礎(chǔ)之余,Imagination還在如光線(xiàn)追蹤、圖像壓縮和RISC-V等面向未來(lái)的技術(shù)上做了廣泛的投入,能讓他們擁抱未來(lái)技術(shù)變革的底氣。
首先看光線(xiàn)追蹤方面,這是GPU廠商為了顯示有真實(shí)的效果而采用的技術(shù)。作為行業(yè)領(lǐng)先的供應(yīng)商,Imagination在這方面有了逾10年的投入,從2019年五月起,Imagination就已宣布提供其PowerVR光線(xiàn)追蹤技術(shù)授權(quán),從而使采用光學(xué)建模技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)最前沿的真實(shí)圖像渲染能夠被集成到圖形處理器(GPU)中,并用于移動(dòng)設(shè)備,汽車(chē),服務(wù)器和服務(wù)器和其他市場(chǎng)。
在今年九月,Imagination又發(fā)布光線(xiàn)追蹤等級(jí)系統(tǒng),幫助開(kāi)發(fā)人員和原始設(shè)備制造商(OEM)清晰了解現(xiàn)在和未來(lái)可用的光線(xiàn)追蹤加速解決方案的功能。按照官方介紹,光線(xiàn)追蹤等級(jí)系統(tǒng)共包含6個(gè)等級(jí),它們的功能和要求如下:
Level 0:傳統(tǒng)解決方案
Level 1:傳統(tǒng)GPU上的軟件
Level 2:硬件中的光線(xiàn)/框架和光線(xiàn)/三角形測(cè)試器
Level 3:硬件中的邊界體積層次結(jié)構(gòu)(Bounding Volume Hierarchy,BVH)處理功能
Level 4:硬件中的BVH處理和一致性排序功能
Level 5:硬件中帶有場(chǎng)景層次生成器(Scene Hierarchy Generation,SHG)的一致性BVH處理功能
而按照Kristof Beets在發(fā)布會(huì)上的介紹,只有到了Level 4,才能實(shí)現(xiàn)最好的用戶(hù)體驗(yàn)、更高算力、更低帶寬,可實(shí)現(xiàn)桌面級(jí)高效性能的提升。而他們將會(huì)在明年發(fā)布的C系列中,推出相關(guān)技術(shù)。
在B系列中引入的圖像壓縮技術(shù)IMGIC則是Imagination為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)越來(lái)越大與帶寬有限的矛盾而推出的一個(gè)技術(shù)。
作為市場(chǎng)上最先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù),IMGIC可為Imagination的客戶(hù)提供節(jié)省帶寬的新選擇。它提供了多達(dá)四種壓縮等級(jí):覆蓋了像素完全無(wú)損模式到可確保4:1或更佳壓縮率的帶寬極省模式。這不但為SoC設(shè)計(jì)人員提供了更高的靈活性,以?xún)?yōu)化性能或降低系統(tǒng)成本,同時(shí)保持出色的用戶(hù)體驗(yàn)。
Imagination方面強(qiáng)調(diào),IMGIC技術(shù)可以兼容B系列中的所有內(nèi)核,這使得即便是最小的內(nèi)核,也能夠擁有行業(yè)領(lǐng)先的圖像壓縮技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
至于RISC-V,因?yàn)槠洫?dú)特的開(kāi)源特性,這個(gè)新的指令集架構(gòu)在全球引起了廣泛的興趣,而Imagination作為一個(gè)與CPU廠商有豐富合作經(jīng)驗(yàn)的廠商,也與這個(gè)生態(tài)進(jìn)行了廣泛的合作。
在去年五月,Imagination宣布,公司已加入SiFive的DesignShare生態(tài)系統(tǒng),從而使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠輕松地獲取其領(lǐng)先的PowerVR圖形處理器(GPU)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器,NNA)硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)內(nèi)核;今年九月,Imagination更是推出了完整的RISC-V計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程。
Imagination的種種動(dòng)作表明,他們不但期望突破“Arm Cortex+Arm Mali”的組合包圍圈,相信他們也想在RISC-V上完成他們?cè)贛IPS上的未竟之事。
此外,Imagination最近幾年還在AI方面有了很重磅的投入,基于其2NX NNA神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器IP的開(kāi)發(fā)的AI芯片曾榮登AI Benchmark榜首,19年其推出了3NX NNA, 他們表示將在下個(gè)月推出新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器產(chǎn)品。并會(huì)打造一個(gè)融合GPU和AI加速器的異構(gòu)系統(tǒng),這將給開(kāi)發(fā)者提供更強(qiáng)的性能。
除了領(lǐng)先的技術(shù)以外,當(dāng)前的國(guó)際貿(mào)易環(huán)境也是Imagination的一大機(jī)遇。正如該公司首席營(yíng)銷(xiāo)官David Harold所說(shuō):“作為一家總部在英國(guó)的公司,Imagination的IP不會(huì)受到美國(guó)的任何限制,這讓我們有了更好的機(jī)會(huì)”。“尤其是在中國(guó),我們將大力在當(dāng)?shù)匕l(fā)展,謀求共贏”,David Harold強(qiáng)調(diào)。
責(zé)任編輯:tzh
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