
知道Imagination的GPU IP在手机里被广泛应用的人很多。
不知道Imagination是做桌面端PC GPU起家的人也不少。
过去几年间,AI的爆发,云游戏的发展,智能汽车的快速迭代,手游的普及,以及光线追踪技术的兴起,让GPU无论在手机端、PC端还是云端都展现出了更重要的价值。
在手机GPU IP市场保持领先的Imagination,近期推出了全新的高性能GPU IP系列IMG DXD,性能上比上一代IMG BXT的单核性能提升2.25倍,足以满足主流游戏玩家和云游戏的需求,并且支持DirectX 11,可以运行主流游戏以及其它基于Windows的应用程序和手机游戏。
“芯片设计的复杂度正在不断增长,我们的IP有非常显著的价值。”Imagination公司市场副总裁 Victoria Rege说,“通过使用IP,客户可以缩短产品上市的时间、减少总体拥有成本。同时,还可以优化功耗、性能及面积大小。”
Imagination全新的IMG DXD更重要的价值在于,相比其它高性能GPU大厂直接提供芯片产品不同,基于IMG DXD GPU IP,芯片设计公司可以设计出差异化的高性能GPU芯片,有Imagination丰富的IP产品助力,将开启GPU多样化的时代,特别是在中国。
目前,已经有获得IMG DXD授权的客户在开发产品。
从A到D,Imagination重回高性能GPU市场
Imagination从1992年开始就开发GPU,至今已经有30多年的经验。

最早的时候,Imagination是开发针对桌面端和PC端的GPU,通过PC GPU提供良好的游戏体验,也在这个过程中写入了Imagination的DNA里。变化发生在21世纪初。
2001年开始,Imagination开始涉足IP领域,此时,Imagination充分发挥在GPU领域的经验,提供IP解决移动端的问题。从最初的PAD到后来到智能手机,Imagination的芯片出货量也快速增长,2013年达到10亿颗,2017年增至40亿颗。
当然,在这个过程中Imagination的IP也不再局限于GPU,CPU和AI的IP也被广泛应用到汽车、AI等市场。

“我们最近一次GPU的架构变化,是在2019年交付了IMG A系列。”Victoria Rege进一步表示,“2020年发布的IMG B系列,是我们进一步涉足高端桌面级GPU。最新发布的IMG D系列,就是Imagination高端桌面级GPU IP的下一个迭代。”
对于经验丰富的Imagination来说,开发出优秀的高性能GPU IP不是难事。IMG D系列的这款IMG DXD就让人眼前一亮,性能大幅提升。
相比目前在PCIe factor板上推出的图形处理器IMG BXT,单核性能提升了2.25倍,双核配置的IMG DXD,更是可以提供5 TFLOPS FP32 和 144 GTexel/s,足以满足主流游戏玩家对流畅帧速率的需求。
发展迅猛的云游戏也是IMG DXD的目标市场。
“我们要专注解决云游戏市场的几个需求,包括玩家体验(速度、延时、效率)、玩家数量、运营成本。”Imagination公司创新技术副总裁Kristof Beets介绍。
IMG DXD如何通过强劲的性能和各种特性满足这些市场的需求?
IMG D系列实现高性能的6大「绝活」
计算核心的架构升级是性能提升的源头,Kristof Beet介绍,IMG DXD 的计算核心增加了两个额外的USC,还增加了CPU让性能变得更高,也增加了支持双速率FP16,加上32kb的本地存储,优化的GPU架构的缓存,支持高性能GPU的需求。

同时,为了支持DirectX,在纹理处理方面增加了BCN格式,还对固定的功能模块进行了优化满足DirectX的要求。
在架构中增加关键的先进功能的绝活之外, Imagination实现IMG DXD实现高性能、高效率还有另外5个绝活。
第一个绝活就是片段着色率,这个技术可以在不影响视觉体验的情况下减少每帧所需的处理量。

片段着色意味着着色器不是以“像素点”着色,而是以“像素块”。比如,以2x2或者4
x4的像素块去着色,可以在不损失视觉效果的前提下,带来性能的提高,功耗和成本的降低。
第二个绝活就是2D双速率纹理,可以加快游戏中的后期处理效果。

“传统的GPU是用一个2D图像映射到一个3D球上,需要很多计算,比如视觉调整、透视计算等,带来成本的大幅增加。”Kristof Beets说,“通过2D双速率纹理技术,整个处理的过程更为直观,在视觉图像的后处理场景,可以把吞吐量提升一倍。”
第三个绝活是基于 RISC-V 的现代固件处理器,可将 GPU 管理性能提高 40%。
固件处理器是用来处理软硬件界面,对于GPU的效率和时延非常重要。