移動、汽車、桌面顯卡，云游戲！

IMG全新B系列多核GPU強(qiáng)勢出擊

手機(jī)、汽車、游戲、數(shù)字電視、桌面顯示、云服務(wù)器……現(xiàn)代生活中，為了實現(xiàn)更理想的用戶體驗，越來越多的應(yīng)用場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，也開始憑借不斷提升的計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)驗的積累沉淀、永遠(yuǎn)追求技術(shù)領(lǐng)先的開拓精神都是這家公司深獲業(yè)界認(rèn)可的因由。對于Imagination，很多業(yè)內(nèi)人士更了解的應(yīng)該是其多年來在移動GPU領(lǐng)域的深厚影響，其實他們在汽車GPU領(lǐng)域也一直處于業(yè)界絕對領(lǐng)先地位，而且隨著公司經(jīng)歷中資收購和進(jìn)一步大力投資于研發(fā)之后，Imagination也在因應(yīng)市場新需求不斷拓展其應(yīng)用市場，以追尋更廣闊的成長空間。

手機(jī)GPU市場的再接再厲

正如前文所說，Imagination的GPU性能是毋庸置疑的，蘋果是他們超過十年的客戶就足以證明他們在這個領(lǐng)域的影響力。但作為一家在圖形方面有35年經(jīng)驗的公司，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)時的描述，這系列產(chǎn)品是Imagination 15年來最重要的GPU和IP發(fā)布。

在日前，Imagination公司則帶來全新的B系列，將公司GPU性能再次帶上了一個新臺階。

據(jù)Imagination技術(shù)產(chǎn)品管理高級總監(jiān)Kristof Beets介紹，全新的B系列GPU能提供最高的性能密度，可以針對給定的性能目標(biāo)實現(xiàn)更低的功耗和高達(dá)35％的帶寬降低，這使其成為頂級設(shè)計的理想解決方案。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同樣有四個系列，分別是IMG BXE、IMG BXM、IMG BXT和IMG BXS。其中，前三款面向移動端的GPU將會是B系列的重要關(guān)注點(diǎn)。 Kristof Beets在發(fā)布會中也指出，IMG BXE是面向入門級游戲設(shè)計的GPU內(nèi)核，其每個時鐘周期可以處理從1個像素到高達(dá)16個像素，從而可支持從720p到8K的分辨率?！芭c上一代內(nèi)核相比，BXE實現(xiàn)了多達(dá)25%的面積縮減，同時其填充率密度高達(dá)競品的2.5倍”，Kristof Beets強(qiáng)調(diào)。 來到IMG BXM，則是Imagination面向中端移動游戲和數(shù)字電視等市場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現(xiàn)填充率和計算能力的最佳平衡。 至于IMG BXT，則是面向旗艦級的移動設(shè)備、服務(wù)器和云平臺出的系列產(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（每秒萬億次計算）的人工智能（AI）算力，同時可提供行業(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)，能夠帶來更高的性能。Imagination Technologies首席產(chǎn)品官Chris Porthouse也說道：“我們在多核架構(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BXT和BXM內(nèi)核的每個產(chǎn)品系列進(jìn)行了優(yōu)化，利用多個主核的擴(kuò)展特性實現(xiàn)了GPU內(nèi)核的多核擴(kuò)展。得益于這個多核架構(gòu)的設(shè)計，這兩個系列GPU結(jié)合了所有內(nèi)核的能力，可以為單個應(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BXE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，通過單個GPU內(nèi)核提供了高性能，同時可以利用我們的HyperLane技術(shù)進(jìn)行多任務(wù)處理。 Imagination方面表示，借助這個全新系列的GPU，公司希望能夠在繼續(xù)向蘋果公司授權(quán)的同時，擴(kuò)大在安卓市場的占有率，進(jìn)而提升公司在移動GPU市場的占有率。從Imagination提供的數(shù)據(jù)看來，其在GPU IP市場達(dá)到35.5%的份額，超越Arm Mali系列和高通Adreno系列，登上移動GPU IP龍頭的位置。

圖片來自Imagination

三大新市場的強(qiáng)勢出擊

借助這個全新的B系列的GPU，Imagination希望能在多個市場開疆辟土。其中尤其以桌面和云市場更受公司關(guān)注。

首先看汽車GPU方面，在去年A系列的發(fā)布會上，Imagination就發(fā)布了面向汽車應(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，能為汽車應(yīng)用提供強(qiáng)力的支持，公司也對汽車寄予了厚望。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，將致力于面向自動駕駛的應(yīng)用處理器和面向智能座艙的語音交互芯片研發(fā)。能達(dá)成這個合作，Imagination在GPU方面的實力是關(guān)鍵。

而在新的B系列產(chǎn)品中，Imagination也帶來了其面向未來汽車的IMG BXS 系列GPU。據(jù)介紹，BXS系列是符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的GPU，也是迄今為止所開發(fā)的最先進(jìn)的汽車GPU IP內(nèi)核。BXS提供了一個完整的產(chǎn)品系列，從入門級到高級的產(chǎn)品，可為下一代人機(jī)界面（HMI）、UI顯示、信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)字駕艙、環(huán)繞視圖提供解決方案，再到高計算能力的配置，則可支持自動駕駛和ADAS。 Kristof Beets則告訴記者，BXS系列采用了Imagination獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)，讓其可以驗證和確保GPU數(shù)據(jù)的正常執(zhí)行和傳輸。從硬件設(shè)計上看，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)載的同時實現(xiàn)性能最大化。此外，Imagination在汽車GPU方面的驅(qū)動技術(shù)也都是自行研發(fā)的，這和行業(yè)大多數(shù)競爭對手選擇與第三方合作的方式有所不同，這進(jìn)一步幫助客戶更好地完成其相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計。目前Imagination已經(jīng)在汽車GPU IP市場拿下43%左右的份額。 再看桌面和云GPU市場，這也將會是Imagination未來的發(fā)力點(diǎn)所在。而從最近這兩年的技術(shù)發(fā)展趨勢和國際合作關(guān)系來看，這也是一個很好理解的邏輯。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?yīng)商，考慮到當(dāng)前的中美關(guān)系，這些GPU提供商的未來充滿著不確定性，這就給總部位于英國的Imagination帶來了機(jī)會。對于他們來說，這其實并不是一個新市場。 資料顯示，在進(jìn)入移動市場之前，Imagination曾在PC GPU市場擁有強(qiáng)大的影響力。在3dfx Voodoo系列顯卡鼎盛的時代，Imagination尚能夠在3D領(lǐng)域甚至有能與其掰手腕。雖然后來在ATI和Nvidia的激烈競爭者沒落后，但I(xiàn)magination將其重點(diǎn)轉(zhuǎn)向移動市場，其低功耗且具強(qiáng)大性能的PowerVR系列曾在移動GPU IP市場占據(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。 因為擁有著其他任何廠商所不具備的優(yōu)勢，Imagination在這個領(lǐng)域的實力顯而易見。Kristof Beets也表示，采用B系列多核設(shè)計的7nm桌面GPU，頻率可達(dá)到1.5 GHz，能幫助客戶實現(xiàn)他們想要的桌面GPU應(yīng)用。 至于云GPU，這也是一個不容忽視的市場。近年來，因為終端設(shè)備應(yīng)用對芯片的性能要求越來越高，為了提升消費(fèi)者的體驗，很多廠商就打出了“云游戲”和“云手機(jī)”之類的概念。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。Imagination也希望在這個市場發(fā)力。 據(jù)了解，本土廠商芯動科技已經(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，雙方還在探索進(jìn)一步長期戰(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。 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)勢的基礎(chǔ)上，同時增加了多核技術(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可以為每個人提供最佳的GPU，無論他們有何種需求?！?/p>

雄厚的技術(shù)積累是底氣

之所以Imagination在移動GPU和公司瞄準(zhǔn)的新興市場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)過多年的積累，公司已經(jīng)開發(fā)出了面向圖形處理、計算和連接方面的IP，光是在GPU方面，Imagination已經(jīng)有了超過1500項的專利積累。據(jù)統(tǒng)計，迄今為止，帶有Imagination IP的芯片產(chǎn)品的累計出貨量超過了110億顆。

在打下深厚的核心技術(shù)基礎(chǔ)之余，Imagination還在如光線追蹤、圖像壓縮和RISC-V等面向未來的技術(shù)上做了廣泛的投入，能讓他們擁抱未來技術(shù)變革的底氣。

首先看光線追蹤方面，這是GPU廠商為了顯示有真實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光線追蹤技術(shù)授權(quán)，從而使采用光學(xué)建模技術(shù)來實現(xiàn)最前沿的真實圖像渲染能夠被集成到圖形處理器（GPU）中，并用于移動設(shè)備，汽車，服務(wù)器和服務(wù)器和其他市場。 在今年九月，Imagination又發(fā)布光線追蹤等級系統(tǒng)，幫助開發(fā)人員和原始設(shè)備制造商（OEM）清晰了解現(xiàn)在和未來可用的光線追蹤加速解決方案的功能。按照官方介紹，光線追蹤等級系統(tǒng)共包含6個等級，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/框架和光線/三角形測試器

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)布會上的介紹，只有到了Level 4，才能實現(xiàn)最好的用戶體驗、更高算力、更低帶寬，可實現(xiàn)桌面級高效性能的提升。而他們將會在明年發(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)對現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)越來越大與帶寬有限的矛盾而推出的一個技術(shù)。

作為市場上最先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù)，IMGIC可為Imagination的客戶提供節(jié)省帶寬的新選擇。它提供了多達(dá)四種壓縮等級：覆蓋了像素完全無損模式到可確保4:1或更佳壓縮率的帶寬極省模式。這不但為SoC設(shè)計人員提供了更高的靈活性，以優(yōu)化性能或降低系統(tǒng)成本，同時保持出色的用戶體驗。 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。 至于RISC-V，因為其獨(dú)特的開源特性，這個新的指令集架構(gòu)在全球引起了廣泛的興趣，而Imagination作為一個與CPU廠商有豐富合作經(jīng)驗的廠商，也與這個生態(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）硅知識產(chǎn)權(quán)（IP）內(nèi)核；今年九月，Imagination更是推出了完整的RISC-V計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程。 Imagination的種種動作表明，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上完成他們在MIPS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, 他們表示將在下個月推出新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器產(chǎn)品。并會打造一個融合GPU和AI加速器的異構(gòu)系統(tǒng)，這將給開發(fā)者提供更強(qiáng)的性能。 除了領(lǐng)先的技術(shù)以外，當(dāng)前的國際貿(mào)易環(huán)境也是Imagination的一大機(jī)遇。正如該公司首席營銷官David Harold所說：“作為一家總部在英國的公司，Imagination的IP不會受到美國的任何限制，這讓我們有了更好的機(jī)會”?！坝绕涫窃谥袊?，我們將大力在當(dāng)?shù)匕l(fā)展，謀求共贏”，David Harold強(qiáng)調(diào)。

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