芯東西10月13日報道，剛剛，Imagination Technologies宣布推出又一大重磅新品——全新IMG B系列GPU IP。這是其第一個包含新多核架構(gòu)的GPU IP系列，可提供單位面積最高的性能，峰值算力可達6 TFLOPS，AI算力可達24 TOPS，其汽車GPU已符合ISO 26262安全標準要求，并支持自動駕駛和輔助駕駛。與上一代IMG A系列產(chǎn)品相比，B系列功耗降低了30％，面積減少了25％，同時填充率比競品IP內(nèi)核高2.5倍，針對給定的性能目標還能實現(xiàn)更低的功耗和高達35％的帶寬降低。

因移動GPU聲名鵲起的Imagination，正將業(yè)務(wù)范圍拓展到更廣泛的疆域。憑借核心部分的可擴展性，IMG B系列不僅適用于傳統(tǒng)的移動設(shè)備、消費類設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、微控制器、數(shù)字電視（DTV）、汽車等市場，還能拓展至桌面GPU、云端GPU的性能水平。當前IMG B系列已可提供授權(quán)，每個產(chǎn)品系列都已有廠商率先獲得了授權(quán)。Imagination Technologies首席營銷官David Harold稱，已有幾家客戶正在接洽其桌面級和云端GPU產(chǎn)品，這些項目將在明年公布。 從披露的性能來看，這儼然是Imagination深耕GPU IP領(lǐng)域25年以來布下的又一枚重棋，在中美貿(mào)易摩擦不斷的背景下，這家英國公司憑借自身的技術(shù)實力和不受美國約束的優(yōu)勢，有望在圖形處理領(lǐng)域攪起更精彩的戰(zhàn)局。

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四大產(chǎn)品系列，滿足各種特定市場需求

IMG B系列GPU擁有四個產(chǎn)品系列，可以針對特定的市場需求提供專業(yè)的內(nèi)核：

（1）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(shè)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(nèi)核面積縮減多達25%，同時其填充率密度高達競品的2.5倍。（2）IMG BXM：主打圖形處理體驗，是一種中端解決方案，引入客戶可配置的最新緩存設(shè)計，實現(xiàn)了填充率和計算能力的最佳平衡，可將帶寬占用降低35%，為中檔移動端游戲及用于數(shù)字電視和其他市場的復雜UI解決方案提供支持。（3）IMG BXT：面向高性能應用，旗艦版GPU內(nèi)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(yè)最高的性能密度。（4）IMG BXS：面向汽車應用，符合ISO 26262安全標準，這使其成為迄今為止所開發(fā)的最先進的汽車GPU IP內(nèi)核，提供了從入門級到高級的完整產(chǎn)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(tǒng)、數(shù)字駕艙、環(huán)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。

和IMG A系列相似，B系列GPU也支持AI協(xié)同（AI Synergy）技術(shù)，在提供圖形處理功能的同時，可用其備用資源來處理可編程AI等任務(wù)。 Imagination Technologies技術(shù)產(chǎn)品管理資深總監(jiān)Kristof Beets在接受芯東西專訪時提到：“B系列是我們有史以來最廣泛的產(chǎn)品系列，我們解決了廣泛的功耗、性能和面積設(shè)計要點，能滿足不同市場和不同客戶的需求。”

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兩大創(chuàng)新：多核架構(gòu)與IMGIC技術(shù)

Imagination Technologies首席執(zhí)行官Simon Beresford-Wylie提到，IMG B系列建立在大量投資及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33種全新配置擴展了其GPU產(chǎn)品系列，能為各種需求提供最佳的GPU。 此次推出的全新系列能取得如此顯著的進展，得益于兩大創(chuàng)新：多核架構(gòu)和Imagination圖像壓縮（IMGIC）技術(shù)。1、多核架構(gòu)：高效可擴展新的多核架構(gòu)采用Imagination自研高性能、低功耗內(nèi)核，并整合了一種創(chuàng)新的分散管理方法，可提供高效的擴展特性，并可與小芯片（chiplet）架構(gòu)等行業(yè)趨勢相適。

BXT和BXM內(nèi)核的每個產(chǎn)品系列已基于多核架構(gòu)進行優(yōu)化，可實現(xiàn)GPU內(nèi)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(xié)力執(zhí)行任務(wù)，能為單個應用提供最大化的性能，或根據(jù)需要，支持不同內(nèi)核運行獨立的應用。另據(jù)Kristof Beets介紹，采用B系列多核設(shè)計的7nm臺式機GPU，頻率可達到1.5 GHz，可用于客戶想要實現(xiàn)的桌面GPU應用；在數(shù)據(jù)中心，GPU可被靈活的組合或拆分，還能在多實例環(huán)境中提供支持，結(jié)合其虛擬化功能，能有效支持云游戲、遠程桌面等云端應用。例如，芯動科技已將BXT內(nèi)核集成到其桌面GPU和數(shù)據(jù)中心GPU芯片上。

BXE內(nèi)核提供了主核-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，同時可以利用其HyperLane（超線程）技術(shù)，進行多任務(wù)并行處理。 BXS汽車GPU內(nèi)核也以多核及多個主要管線設(shè)計為特色，為汽車應用提供了從小型安全備份內(nèi)核到高性能計算內(nèi)核的多種選擇，不僅支持性能擴展，還提供了更高的安全優(yōu)勢，可用于檢查多個GPU核之間的正確運行。2、IMGIC技術(shù)：多種壓縮方案節(jié)省帶寬消費級市場對帶寬開銷非常敏感，因此IMG B系列還搭載了其幀緩沖壓縮技術(shù)的最新版本——IMGIC技術(shù)，這被稱為是當前市場上最先進的圖像壓縮技術(shù)，可為SoC設(shè)計人員提供多種節(jié)省帶寬的靈活選擇，并有助于進一步優(yōu)化性能或降低系統(tǒng)成本。IMGIC包含1種完全無損壓縮模式和3種有損壓縮模式，3種有損壓縮模式的壓縮率分別為75%（質(zhì)量接近完美）、50%（視覺無損）、25%（最節(jié)省帶寬）。

IMGIC技術(shù)可以兼容B系列中的所有內(nèi)核，即便是最小的工業(yè)級IoT內(nèi)核，也能夠具備其圖像壓縮技術(shù)。 如今高端智能手機動輒采用4K顯示屏、高達120Hz的刷新率，讀寫耗費的速度接近8GB/s。而如果使用IMGIC的無損模式，可在不影響質(zhì)量的前提下，將其顯著降低到平均僅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。 除此之外，在汽車、數(shù)字電視（DTV）、機頂盒（STB）及服務(wù)器市場，IMGIC均能通過平衡質(zhì)量與帶寬，提供更好的整體系統(tǒng)體驗。

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Level 4光線追蹤技術(shù)明年見

實時光線追蹤可模擬光的物理行為，精確追蹤場景中光線的路徑，將3D場景渲染地更為逼真、更貼近真實世界。Kristof Beets稱其為“過去10年3D圖形處理領(lǐng)域最令人興奮的進展”。 光線追蹤率先被引入到PC領(lǐng)域，而移動設(shè)備被看作是這一技術(shù)的下一個著力點。Imagination用近十年時間投入光線追蹤技術(shù)研究，已形成成熟的移動光線追蹤架構(gòu)，并提供相應IP授權(quán)。除了NVIDIA外，當前僅有Imagination實現(xiàn)了硬件光線追蹤技術(shù)。 盡管越來越多硬件開始支持光線追蹤，但這些硬件并非全都一樣，為了幫助業(yè)界了解各種解決方案之間的差異，近期，Imagination開發(fā)了一套從0級到5級的光線追蹤等級系統(tǒng)，來幫助業(yè)界了解各種解決方案之間的差異。 這是繼去年年底公布支持光線追蹤功能的GPU IP路線圖后，Imagination在光線追蹤領(lǐng)域公布的又一重要進展，該系統(tǒng)旨在幫助開發(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。

該系統(tǒng)能對光線追蹤加速的先進功能進行等級鑒別，有了這一系統(tǒng)，游戲引擎、智能手機廠商等就可以更清晰地了解和比較各種光線追蹤實現(xiàn)方式之間的差異，從而最終使消費者能在移動設(shè)備上享受到電影級逼真畫面。 光線追蹤等級系統(tǒng)共包括6個等級，隨著等級提升，光線追蹤功能會有更高的性能和硬件利用率：

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/方框和光線/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。

在發(fā)布B系列的現(xiàn)場，Kristof Beets也提及光線追蹤的4級性能路線圖，到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。 他透露道，Level 4光線追蹤技術(shù)將在明年上半年正式推出。

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深耕AI七年有余，不受中美摩擦影響

圖形處理領(lǐng)域迎來了新一輪技術(shù)創(chuàng)新的風潮。低功耗的柵格化圖形處理、開創(chuàng)性的光線追蹤、持續(xù)創(chuàng)新的AI技術(shù)……各種新興技術(shù)正將圖形處理效果提升至新的高度。 從綜合實力來看，Imagination在移動GPU市場儼然極具競爭力的重量級玩家，透過近年其一系列新的技術(shù)進展及產(chǎn)品布局，我們可以看到它的技術(shù)實力和雄心從未止步于移動和汽車市場，而是逐漸擴展向更豐富的高性能圖形處理及AI應用。 那么Imagination的綜合競爭力來源于哪里？我們從產(chǎn)品交付經(jīng)驗、AI成果、受貿(mào)易摩擦的影響三方面進行解讀。1、超過25年積累的豐富產(chǎn)品線和交付經(jīng)驗Imagination主要有三大產(chǎn)品線：PowerVR GPU，PowerVR視覺和AI，以及Ensigma無線連接和廣播通信。 在其超過25年的歷史中，Imagination先后推出過多代GPU產(chǎn)品，已積累超過1500項GPU專利，在移動GPU領(lǐng)域的市場份額接近36%，在汽車領(lǐng)域更是達到43%。

去年12月，Imagination在上海首發(fā)其號稱是“萬物GPU”的旗艦產(chǎn)品IMG A系列，如今隨著新一代B系列的登場，Imagination正為覆蓋越來越多應用的圖形處理革命注入新鮮的血液。 除此之外，其專用AI計算硬件IP產(chǎn)品NNA系列、Wi-Fi和藍牙IP等無線連接系列均在業(yè)界性能領(lǐng)先。借助這些IP，打造高性能、低功耗芯片的研發(fā)門檻能夠進一步降低。 截至目前，帶有Imagination IP的芯片產(chǎn)品累計出貨量已超過110億。2、AI專利超過80項，算力可達幾百TOPSImagination在過去7年持續(xù)加大對AI研發(fā)的投入，迄今已擁有超過80項針對AI領(lǐng)域的專利。 截至目前，Imagination已推出一系列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器（NNA）產(chǎn)品，其中2NX NNA在2019年的AI Benchmark性能測評中高居第一，3NX NNA進一步提升性能，可提供從1 TOPS到幾百TOPS的算力，能滿足從L2級到L5級自動駕駛的邊緣推理需求。下個月，Imagination還將發(fā)布第四代NNA產(chǎn)品，同樣基于多核架構(gòu)。GPU是AI浪潮的重要推動力，Imagination也優(yōu)化了GPU上支持AI運算的能力，還開發(fā)了一項創(chuàng)新的AI協(xié)同技術(shù)，可將GPU和NNA結(jié)合形成異構(gòu)AI計算平臺，借助GPU硬件虛擬化功能，GPU去處理圖形和可編程AI，NNA去處理固定功能的AI運算，從而實現(xiàn)更高的性能和效率。

例如在汽車應用案例中，GPU可為儀表盤、車載信息娛樂系統(tǒng)/導航系統(tǒng)、全景環(huán)視系統(tǒng)等應用提供高性能和穩(wěn)定的支持，同時GPU+NNA技術(shù)組合還能滿足目標檢測、駕駛員監(jiān)測、碰撞監(jiān)測、自動駕駛等應用的計算需求。 在軟件支持方面，開發(fā)者可借助同一套開發(fā)工具、同一個IMG DNN API來同時對NNA和GPU進行優(yōu)化，使開發(fā)過程更加輕松、方便。3、與中國客戶的合作不受政治環(huán)境的影響Imagination的總部在英國，同時已在中國的上海和北京建立了研發(fā)機構(gòu)。David Harold強調(diào)：“Imagination沒有在美國開發(fā)過任何一款I(lǐng)P。” Kristof Beets也在接受采訪時提到：“Imagination是一家全球IP供應商，我們的許多技術(shù)都是在英國設(shè)計的，不受美國貿(mào)易規(guī)則的約束。” 據(jù)他介紹，Imagination已與中國市場的內(nèi)容開發(fā)人員長期合作，包括提供培訓課程、訪問其用于創(chuàng)建優(yōu)化內(nèi)容的工具和指南文件，以及向中國合作伙伴提供計算、圖形和游戲等能力。 David Harold還談到，他們有很大意愿在中國進一步發(fā)展銷售、技術(shù)和工程團隊，盡管受限于當前的市場環(huán)境和國際形勢，這些計劃暫時無法落地，但他們將繼續(xù)堅持這些想法。

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結(jié)語：與中國市場互利共贏

在過去的幾年里，Imagination經(jīng)歷了起伏，因為它似乎失去了一個大客戶的青睞而陷入了低谷。然而，隨著主要客戶的回歸以及新業(yè)務(wù)的不斷拓展，公司在2020年的市場份額和收入正在迅速增加。如今Imagination顯然已踏上新的征程，不僅有條不紊地推出最強性能的GPU IP系列，并在AI、光線追蹤等新興技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。 對于Imagination而言，中國市場日益成為不可或缺的重要營收來源，也為其進一步擴展GPU市場份額提供了更多的機會。同時，面對紛繁的中美貿(mào)易摩擦，像Imagination這樣擁有中資背景、不受美國技術(shù)限制的半導體IP公司，也有望為國內(nèi)芯片市場帶來更多良性發(fā)展的可能。


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