移動、汽車、桌面顯卡，云游戲！
IMG全新B系列多核GPU強勢出擊
手機、汽車、游戲、數(shù)字電視、桌面顯示、云服務器……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)關鍵。而且，高性能、多特性的GPU除了可以提供強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用方面發(fā)揮重要作用，因此，眾多設備、系統(tǒng)和應用廠商將GPU作為關注熱點也就不難理解了。
在GPU領域，Imagination是一家值得重點關注的企業(yè)，30余年GPU研發(fā)經(jīng)驗的積累沉淀、永遠追求技術(shù)領先的開拓精神都是這家公司深獲業(yè)界認可的因由。對于Imagination，很多業(yè)內(nèi)人士更了解的應該是其多年來在移動GPU領域的深厚影響，其實他們在汽車GPU領域也一直處于業(yè)界絕對領先地位，而且隨著公司經(jīng)歷中資收購和進一步大力投資于研發(fā)之后，Imagination也在因應市場新需求不斷拓展其應用市場，以追尋更廣闊的成長空間。
手機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實現(xiàn)更低的功耗和高達35％的帶寬降低，這使其成為頂級設計的理想解決方案。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系列的重要關注點。
Kristof Beets在發(fā)布會中也指出，IMG BXE是面向入門級游戲設計的GPU內(nèi)核，其每個時鐘周期可以處理從1個像素到高達16個像素，從而可支持從720p到8K的分辨率。“與上一代內(nèi)核相比，BXE實現(xiàn)了多達25%的面積縮減，同時其填充率密度高達競品的2.5倍”，Kristof Beets強調(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備、服務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)品系列進行了優(yōu)化，利用多個主核的擴展特性實現(xiàn)了GPU內(nèi)核的多核擴展。得益于這個多核架構(gòu)的設計，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)核去運行獨立的應用。
而BXE內(nèi)核則提供了主核-次核的擴展模式，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)進行多任務處理。
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，擴大在安卓市場的占有率，進而提升公司在移動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，能為汽車應用提供強力的支持，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)北京核芯達科技有限公司，將致力于面向自動駕駛的應用處理器和面向智能座艙的語音交互芯片研發(fā)。能達成這個合作，Imagination在GPU方面的實力是關鍵。
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標準的GPU，也是迄今為止所開發(fā)的最先進的汽車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。從硬件設計上看，該系列GPU除了帶有鎖步（lockstep）機制外，X還包括硬件機制，可以在計算和圖形處理功能上執(zhí)行安全關鍵工作負載的同時實現(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，這進一步幫助客戶更好地完成其相關產(chǎn)品的設計。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)力點所在。而從最近這兩年的技術(shù)發(fā)展趨勢和國際合作關系來看，這也是一個很好理解的邏輯。以桌面為例，當前桌面GPU的主流供應商是AMD、Intel和Nvidia，但他們?nèi)叨际敲绹蹋紤]到當前的中美關系，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帶來了機會。對于他們來說，這其實并不是一個新市場。
資料顯示，在進入移動市場之前，Imagination曾在PC GPU市場擁有強大的影響力。在3dfx Voodoo系列顯卡鼎盛的時代，Imagination尚能夠在3D領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Imagination將其重點轉(zhuǎn)向移動市場，其低功耗且具強大性能的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在這個領域的實力顯而易見。Kristof Beets也表示，采用B系列多核設計的7nm桌面GPU，頻率可達到1.5 GHz，能幫助客戶實現(xiàn)他們想要的桌面GPU應用。
至于云GPU，這也是一個不容忽視的市場。近年來，因為終端設備應用對芯片的性能要求越來越高，為了提升消費者的體驗，很多廠商就打出了“云游戲”和“云手機”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)中心應用的GPU獨立顯卡產(chǎn)品中。同時，雙方還在探索進一步長期戰(zhàn)略性合作，旨在將更多功能更強大的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)勢的基礎上，同時增加了多核技術(shù)，以驚人的33種全新配置擴展了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。”
雄厚的技術(shù)積累是底氣
之所以Imagination在移動GPU和公司瞄準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)領先的供應商，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，并用于移動設備，汽車，服務器和服務器和其他市場。
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)領先的圖像壓縮技術(shù)優(yōu)勢。
至于RISC-V，因為其獨特的開源特性，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)設計人員能夠輕松地獲取其領先的PowerVR圖形處理器（GPU）和神經(jīng)網(wǎng)絡加速器（神經(jīng)網(wǎng)絡加速器，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)者提供更強的性能。
除了領先的技術(shù)以外，當前的國際貿(mào)易環(huán)境也是Imagination的一大機遇。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會”。“尤其是在中國，我們將大力在當?shù)匕l(fā)展，謀求共贏”，David Harold強調(diào)。