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| 本文作者： 包永剛 | 2020-10-15 10:07 |
10月份對Imagination Technology這家總部位于英國的IP公司顯然意義重大。先是宣布了Simon Beresford-Wylie（前Arqiva首席執行官）將擔任Imagination的首席執行官。
本周二，Imagination又發布最新一代IMG B系列高性能GPU IP，這款多核架構GPU IP 4個系列內核有33種配置，這將幫助Imagination進一步穩固其在移動GPU IP市場地位的同時，參與桌面和云端GPU市場競爭，明年將推出的光線追蹤GPU又能在多大程度增加其競爭力？
對于任何一種架構的處理器，對于更高性能的追求不會停止。Imagination技術產品管理高級總監Kristof Beets說：“客戶用上我們去年12月發布的高性能 IMG A系列Power VR GPU后，問我們能否提供更高性能的多核GPU。于是，在大量投資及A系列技術優勢的基礎上，同時增加了多核技術，推出了IMG B系列，以驚人的33種全新配置擴展了Imagination的GPU產品系。”
目前，IMG B系列已可提供授權，每個產品系列都已有廠商率先獲得了授權。
首款多核架構GPU IP，更適合小芯片趨勢
據悉，B系列能夠提供6 TFLOPS（每秒萬億次浮點運算）的計算能力，與上一代IMG A系列產品相比，功耗降低達30%，面積縮減了25%，且填充率比競品IP內核高2.5倍。Imagination表示，B系列可提供最高的性能密度（performance per mm2），同時提供多種全新配置，可以針對給定的性能目標實現更低的功耗和最高35%的帶寬降低。
具體而言，IMG B系列GPU IP針對特定市場提供BXE、BXM、BXT、BXS四個系列專業內核：
IMG BXE：面向高清顯示應用，專門針對用戶界面（UI）渲染和入門級游戲設計，每個時鐘周期可處理從1-16個像素，支持從720p到8K的分辨率，相較上一代內核，面積縮減達25%，填充率密度是競品的2.5倍。
IMG BXM：主打圖形處理體驗，這個系列是中端解決方案，引入客戶可配置的最新緩存設計，實現了填充率和計算能力的更好平衡，可將帶寬占用降低35%，為中檔移動端游戲及用于數字電視和其他市場的復雜UI解決方案提供支持。
IMG BXT：面向高性能應用，旗艦款B系列GPU內置四核，可提供6 TFLOPS的性能，每秒可處理192 Gigapixel（十億像素），AI算力達24 TOPS，同時可提供行業最高的性能密度。
IMG BXS：面向汽車應用，符合ISO 26262安全標準，提供從入門級到高級的完整產品系列，能將自動駕駛圖形處理速度提升至競品的60%以上，可為下一代人機界面（HMI）、UI顯示、信息娛樂系統、數字駕艙、環繞視圖提供解決方案，高算力的配置還可支持自動駕駛和輔助駕駛。
B系列GPU最值得關注的特性是多核架構。Kristof Beets在與雷鋒網的深度溝通時表示，“從過去的經驗看，當單核的高性能都發揮出來之后，就會走向多核的架構。這其中很重要的原因是多個單核很難提升架構性能，有很多控制邏輯需要管理。我們研發的多核架構整合了創新的分散管理方法，可提供高效的擴展特性，與小芯片（Chiplet）架構行業趨勢相適?！?/strong>
Imagination首席營銷官David Harold補充道：“我們觀察到了小芯片在GPU市場的趨勢，這種去中心化的設計不僅可以降低開發成本，也能降低開發時間。但是小芯片的信號傳輸是一個問題?！?/p>
“過去GPU有很多次核，非常依賴主核的一些資源。我們的多核架構設計避免了中央的模塊，小芯片有獨立的資源，可以獨立運行，同時也避免了一些復雜的邏輯，因此我們的設計非常符合小芯片的趨勢?！?Kristof Beets進一步表示。
基于這樣的多核架構設計，Imagination針對BXT和BXM內核的每個產品系列進行了優化，利用多個主核的擴展特性實現GPU內核的多核擴展，每個核既可以獨立運行，也可以組合成一個大GPU來協力執行任務，能為單個應用提供最大化的性能，或支持不同內核運行獨立的應用。
BXE系列提供了主核-次核的擴展模式，這是一種面積優化的解決方案，通過單個GPU內核提供了高性能，同時利用Imagination的HyperLane技術進行多任務處理。
BXS汽車GPU內核也利用了多主核可擴展的特性，支持性能擴展，以及跨多個內核進行安全檢查，確保正確運行。
值得注意的是，此次發布的B系列都給出了4核架構設計。Kristof Beets解釋，“四核架構是根據我們的經驗用戶的反饋確定，4核架構是最能滿足市場需求的性能和能效的平衡架構，未來會持續提升單核性能和拓展多核架構。我們有過最多14核的架構經驗，多核對我們不是挑戰。”
“需要看到，在服務器市場多核的拓展不是最重要的，而是機柜的拓展以及基于以太網的拓展。” Kristof Beets同時表示。
33種配置，提升移動市場份額同時攻向桌面和云端市場
Imagination顯然希望通過4個系列，33種配置的GPU在保持移動市場競爭力的同時向更高性能的GPU市場拓展。
數據顯示，在GPU IP市場，Imagination的市場占有率最高，為35.5%，Arm以34.5%位列第二，高通拿下其余30%的市場份額。另外，在汽車GPU IP市場，Imagination的市場占有率更是高達43%。
移動GPU IP市場占有率
因此，面向移動設備，從入門級到高端B系列提供BXE、BXM和BXT三種選擇。其中，BXE和BXM的性能和定位比較相似。Kristof Beets稱：“這兩個系列有非常緊密的聯系，這兩個系列的產品都對帶寬和成本非常敏感，BXE更強調圖形渲染能力，BXM兼具強圖形渲染能力的同時又更大的浮點計算能力?！?/strong>
BXT不僅能夠滿足旗艦手機的需求，還能借助多核可擴展性進入桌面和云端市場。據悉，芯動科技已經將B系列BTX集成到能支持桌面和數據中心應用的PCI-E規格的GPU獨立顯卡芯片之中。
芯動科技工程副總裁Roger Mao說：“我們即將推出一款高性能4K/8K圖形 PCI-E Gen4 GPU獨立顯卡芯片；該獨立顯卡芯片將很快面市，將為未來5G云游戲和數據中心應用提供強大的支持?！?/p>
為了更好地滿足云端市場的需求，Imagination的GPU還能靈活的組合或拆分，在多實例環境也能提供硬件的虛擬功能，帶來更好的靈活性和安全性。
至于為何要為汽車市場專門推出BXS系列，David Harold表示，“這既是基于我們對汽車行業的了解，也是為了更好地滿足汽車市場獨特的需求。許多市面上的GPU IP并沒有針對汽車市場做單獨優化，這不僅在技術上不能很好地滿足這一市場的需求，也不能讓客戶更快的通過汽車行業的相關認證?！?/p>
“我們的BXS就是針對汽車市場需求的優化，不僅在性能特性上更符合汽車市場的需求，符合ISO 26262安全標準也能夠幫助客戶更快通過產品認證?！?David Harold說：“BXS使用了RISC-V固件，這在業內還是首個，通過采用RISC-V我們也希望在汽車市場發現更多的機會。”
多核架構帶來的高性能，以及全面的可擴展組合，讓Imagination的B系列可以應用于移動設備、消費類設備、物聯網、微控制器、數字電視（DTV）和汽車等多個市場。但還有一個關鍵問題，核數增加帶來的更多數據以及圖像分辨率的增加，讓帶寬問題無法忽視。
為此，B系列除了多核架構，還推出了一個重要的壓縮技術IMGIC。IMGIC壓縮技術可以提供四個等級，完全無所壓縮以及壓縮率分別為75%（質量接近完美）、50%（視覺無損）、25%（最節省帶寬）的有損壓縮。
據悉，像采用4K顯示屏、120Hz的刷新率的高端手機，讀寫速度接近8GB/s，使用IMGIC的無損模式，可在不影響質量的前提下降低到平均4GB/s；如果使用有損壓縮，壓縮率為75%、50%、25%時，帶寬可分別降至6GB/s、4GB/s、2GB/s。
光線追蹤GPU明年上半年推出
去年推出A系列GPU的時候，Imagination就透露其會在未來幾年推支持光線追蹤的產品。在B系列的發布會上，Kristof Beets進一步透露了Imagination的光線追蹤進展。他說：“基于我們十年來對光線追蹤的研究，我們認為光線追蹤要到Level 4才能實現最好的用戶體驗、更高算力、更低帶寬，可實現桌面級高效性能的提升。”
所謂的Level4是Imagination對光線追蹤的等級劃分，為的是幫助業界更清晰地了解和比較各種光線追蹤的差異，總共包含6個級別，Level4是硬件中的BVH處理和一致性排序功能。
Kristof Beets透露，Imagination將在明年上半年正式推出Level 4光線追蹤技術。
雷鋒網了解到，Imagination的光線追蹤技術會面向移動和桌面市場。目前Nvidia已經推出了支持光線追蹤的桌面GPU，因此Imagination推出的光線追蹤GPU在桌面市場能引發多大變化值得期待。另外，手機端沒有實現對光線最終的支持，Imagination能否很好地解決移動端光線追蹤的性能和能耗問題引發變革同樣非常值得關注。
雷鋒網小結
對于Imagination而言，想要在IP市場的競爭中增強競爭力，自然需要保持并提升在移動市場和汽車GPU IP市場的市場占有率，同時向更多市場拓展。這也是為什么Imagination去年發布A系列GPU的時候表示接下來的B系列、C系列GPU會保持30%的性能提升。
當然，為了更好地滿足市場需求，Imagination也需要AI SYNERGY這樣的協同技術，讓其GPU不僅能處理圖像，可能處理可編程的AI，還需要與AI加速器配合實現更好地AI性能。據透露，Imagination將在下月發布第四代神經網絡加速器（NNA）產品。
還有，在當下的國際局勢下，中國市場也是Imagination很好的機會。David Harold表示Imagination沒有在美國開發過任何一款IP，另外已經在上海和北京建立了研發機構。
GPU、AI、無線連接都在發力的Imagination，能否成功破圈？
注：文中配圖均來自Imagination Technology
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