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Imagination公司的新一代GPU将有望和苹果、高通等市场主流竞争

2019-12-03 16:17:50 | 来源:Android Authority | 作者:HikariCalyx
Imagination推出了一种新的移动GPU,它将为移动GPU领域带来久违的激烈竞争。因为,高通骁龙处理器中的Adreno GPU,三星Exynos处理器和华为麒麟处理器中的ARM Mali GPU并非唯一的移动GPU制造商。

原文链接:Andoid Authority 原文作者:Gary Sims

目前,联发科,紫光展锐,全胜和瑞芯微的处理器中都可以找到Imagination的PowerVR GPU。我之所以说“当前”,是因为这种联盟在移动处理器领域十分活跃。在发布Apple A9处理器之前(包括发布在内),Imagination是苹果唯一的GPU技术供应商。那笔交易失败了,导致Imagination重组并找到了新的合作伙伴。联发科就是其中的合作伙伴之一,但这种关系不是排他的。例如,联发科的新天玑 1000 5G SoC则使用了ARM的Mali GPU。

尽管Imagination的团队一直在寻找新的市场和新的合作伙伴,但似乎其工程师才刚刚开始开发下一代GPU。新的IMG A系列GPU可能会成为不可小看的竞争者:不仅在智能手机中,而且在其他移动设备(例如Chromebook)中也是如此。

对于GPU,有三个关键指标:性能,功耗和计算能力。换句话说,3D游戏将运行多快?它会消耗多少电量?它可以用于其他任务,例如机器学习吗?根据Imagination的说法,A系列以相同的时钟频率和相同的制造工艺进行了重大改进。与目前交付的当前PowerVR设备相比,它的性能提高了2.5倍,机器学习速度提高了8倍,同时功耗降低了60%。这些数据令人印象深刻!美中不足的是,这种特定的比较是与实际中出售的设备进行的,而不是与Imagination现有的所有GPU设计所进行的比较。尽管如此,这些收益还是不容忽视。

GPU设计师需要为客户(即芯片制造商)提供很大的灵活性。这意味着能够根据市场以不同的方式配置相同的基本GPU设计。例如,Imagination提供了高端的IMG AXT 64-2048。它提供2.0 TFLOPS,64 G像素和8 TOPS的AI性能。这将是Chromebook的理想GPU,甚至是服务器中的集成GPU。

可能的配置组合从用于高端移动设备(1.5 TFLOPS,48 G像素和6 TOPS)的IMG AXT 48-1536延续到用于中端移动设备的IMG AXM 8-256。带有IMG AX 2-16(2 PPC,16 GFLOPS和2 Gpixels)和IMG AX 1-16(1 PPC,16 GFLOPS和1 Gpixels)的入门级电视和低端智能手机甚至还会有额外的变化。 Imagination声称,后者是同类产品中最快的支持Vulkan的GPU。

与以前的PowerVR GPU一样,新的A系列使用基于图块的延迟渲染技术,这意味着它仅绘制屏幕上可见的内容。 为了帮助提供持续的性能,IMG A系列集成了主动式DVFS(动态电压和频率缩放Dynamic Voltage and Frequency Scaling)和截止时间调度算法,这意味着如果GPU的某些部分没有得到充分利用或处理需求,则会立即放慢速度降低甚至睡眠以确保最佳的电源效率。

设计

A系列的内部设计与以前的PowerVR GPU完全不同。 GPU的核心是快速高效的乘法加法单元,用于执行融合乘法和加法(FMA)操作。这些单元一步完成一次乘法,然后一次加法。以前的PowerVR GPU在称为ALU(算术逻辑单元)的逻辑组件中使用了32种FMA单元。新的A系列将ALU扩展到128个操作。每个时钟周期有256个32位浮点乘法-加法运算(256个,因为它将两个FP32数字相乘)。

这种新设计的结果是简化了ALU管道,同时增加了线程级并行度。先前的设计更多地依赖于指令级并行性,而后者又需要更复杂的ALU和更复杂的编译器。

IMG A系列使用Imagination的HyperLane技术。有了它,各个硬件控制通道就可以实现内存隔离,这意味着可以将不同的任务同时提交给GPU,以实现安全的GPU多任务处理。可以根据原始功率(即,一项任务的四分之一,另一项任务的四分之三)或按设置的每个任务的性能水平动态地划分GPU。对于车载应用,这将会相比数字仪表盘,将信息娱乐单元的调度优先级设至最低。这不仅适用于传统图形处理,还适用于在GPU上运行的机器学习任务。

为了处理GPU的并发方面,A系列包括一个基于暂不了解的架构的内置微处理器。在过去,Imagination会使用基于MIPS的微处理器来完成此任务。然而,在苹果事件之后,MIPS被甩卖。我们确实知道的是,在过去的12个月中,Imagination与各种RISC-V芯片制造商的关系一直非常融洽。

在GPU内部传输数据会消耗能量。 传输的数据越少,GPU的效率就越高。 大多数GPU使用某种形式的内部压缩,因为对于大量数据流,压缩数据然后发送相比直接发送更为省电的。 IMG A系列GPU始终使用PVRIC4.1无损或视觉无损图像压缩来减少带宽。 新的压缩技术在大多数情况下是无损的,在例外情况下是视觉上无损的。 从好的方面来说,无论数据如何,都可以保证50%的压缩率。

这种GPU什么时候可以进入市场?

从纸上看确实很不错,但是何时我们会看到带有IMG A系列GPU的SoC?答案是早不宜迟。 IMG A系列已经在多个市场获得发售许可,第一批SoC有望在2020年发布。同样,Imagination将于2020年发布其下一个GPU,即继A系列之后的B系列。 与A系列相比,它将提供30%的性能提升,并且应该附带硬件光线跟踪功能!

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