近日,，Imagination隆重推出其新一代GPU IP產(chǎn)品IMG DXT,。據(jù)介紹，DXT高配包括DXT72-2304 RT3,，50%的性能增加和計算能力增加,，標配達到2.25T浮點運算能力，72GB像素填充能力，9TB的AI推理能力,，同時把D4光線追蹤技術進行可配置化、可擴展化,，黃金搭檔搭配光線追蹤一起使用,。

DXT產(chǎn)品主要是面向手機游戲。從ABI 2022年的調(diào)查顯示,，手機游戲用戶會將會從2022年的26億增長到2030年的39億,。此外，到2026年,，85%的游戲玩家將首選在手機上玩游戲,。Imagination認為，手機游戲有三個趨勢是非常值得重點關注的：

越來越沉浸感的體驗,。

更高的性能,，更流暢的體驗。

低功耗,，一直充電或者功耗比較大,，這些對手機的玩家也是不可以接受的。

DXT產(chǎn)品的關鍵技術包括可擴展的光線追蹤技術,、可變速的著色技術,，以及在手機游戲領域可以提高性能、降低功耗的關鍵技術,。Imagination首席營銷官David Harold表示：“隨著移動游戲市場的不斷增長,，我們需要平衡該市場對低功耗的要求和對逼真沉浸式畫面的渴望。作為高效移動光追領域的領導者,，我們正在加快光追的采用并推動整個生態(tài)的發(fā)展,。”

讓光追變得觸手可及

最近一到兩年,，光線追蹤的熱度很高,。光線追蹤解決的是讓3D游戲場景中的光照更加貼近真實生活中的折射和反射。Imagination 中國區(qū)技術總監(jiān)艾克介紹說：“IMG DXT可以使移動設備制造商能夠根據(jù)自己的設計目標將光追技術集成到他們的系統(tǒng)級芯片（SoC）中,。DXT的Photon架構是目前唯一達到光追系統(tǒng)（RTLS）4級的光追設計,，這意味著它能夠以業(yè)內(nèi)效率最高的方式提供領先的視覺效果?！?/p>

Imagination在光線追蹤領域有超過十年的技術積累和開發(fā),。根據(jù)技術特點的不同，Imagination提出了用于區(qū)分光線追蹤等級技術的RTLS系統(tǒng),。

第一級的光線追蹤技術都是軟件實現(xiàn)的,，開銷比較大,，CPU占用資源比較高。

第二級的光線追蹤技術對一些光和或者三角形碰撞用硬件處理,，其實就節(jié)省了CPU資源,，目前典型的桌面顯卡都是這項技術。

第三級的光線追蹤技術對BVH回溯就有硬件支持,，這是光線追蹤描述大場景下的結(jié)構,，就是大小矩形框把整個場景描述，光線在這里碰撞需要回溯,，放在硬件來做的時候能耗功耗比就下來了,。

第四級的光線追蹤技術有別于前面，除了光和自動測試和回溯,，還能把相同光線上的光數(shù)統(tǒng)一計算，可以用統(tǒng)一的指令運行,。

第五級的光線追蹤技術是Imagination的儲備技術,。

以前的光線追蹤技術很多都是應用在PC和主機上。這樣的設備,，本身的帶寬和能耗的要求是可以得到滿足的,。但移動端就不行,因為移動端的能耗和運算帶寬本身受到的限制比較大，所以要盡可能地把這些光線追蹤的能力都部署到硬件級別,，才能更好地在移動端解決光線追蹤的問題,。2021年，Imagination發(fā)布光線追蹤技術,，把這項技術引入手機領域,，讓手機也能用上光線追蹤技術，當年也因此獲得最佳IP設計獎,。

艾克分享說：“DXT提供的是第四級別,。與相同移動配置下的CXT相比，DXT能夠?qū)⑻峁┛捎霉庾返拿娣e成本降低40%,。開創(chuàng)性的光追GPU將為所有移動設備用戶帶來最先進的圖形技術,。”

Vulkan?的片段著色率（FSR）技術

IMG DXT支持Vulkan的片段著色率（FSR）技術,，為開發(fā)者帶來了性能上的裕量,。FSR在盡可能不影響視覺質(zhì)量的前提下減少處理的片段數(shù)量并大幅提高圖形性能，同時通過減少投射到場景中的光線提高光追的效率,，這意味著可以在更小的硅片面積上實現(xiàn)逼真的燈光和陰影,。

FSR是一種可以在幾乎不降低圖像質(zhì)量的前提下減少片段著色器運行次數(shù)的技術，能夠降低占用的帶寬與功耗,。開發(fā)者可以控制FSR的使用力度,，最極端的情況下甚至可以對一個4x4的片段區(qū)域只執(zhí)行一次著色器代碼,，從而使工作負載減少近94%，實現(xiàn)同等的功耗和帶寬節(jié)省,。所解放的性能使開發(fā)者能夠利用硬件來完成更多的內(nèi)容渲染,，為玩家打造更高質(zhì)量的游戲體驗。

全新三重通用著色器集群USC

IMG DXT GPU搭載全新的著色器處理單元（SPU）,。SPU是一個硅片,，包含一個用于計算任務的算術邏輯單元（ALU）和一個用于像素著色、幾何處理和光柵化邏輯的紋理處理單元（TPU）,。

憑借全新三重通用著色器集群（USC）設計（3個ALU/TPU單元）,，DXT GPU將每個SPU的高端計算和紋理（ALU/TPU）性能提升50%以上，而以前的架構只側(cè)重于雙USC設計（2個ALU/TPU單元）,。這個改進后的模塊使Imagination能夠創(chuàng)造出最高性能的高端移動GPU--DXT-72-2304,，這款GPU在1GHz時鐘頻率下具有72GTexels/s和2.5TFLOP FP32性能。

█ IP的技術趨勢

Imagination是世界第四大硅IP,，就是硅知識產(chǎn)權的提供商,。芯片設計通常由自主設計部分與外購IP組合而成。半導體IP行業(yè)處于整個產(chǎn)業(yè)鏈最上游,，可為芯片設計提供預先設計,、經(jīng)過重復驗證的、可重復使用的功能模塊,。當前,，IP在芯片設計中的占比有提高的趨勢。

Imagination 公司副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理劉國軍分享說：“當前,，半導體開發(fā)的成本在不斷快速攀升,。SoC或者芯片的設計者和提供商對第三方IP的需求將會迎來爆發(fā)式增長?！?/p>

隨著摩爾定律接近極限,，IP的發(fā)展也出現(xiàn)了兩個尤為關鍵的趨勢。異構變得很重要,，Chiplet也變得很重要,。劉國軍介紹：“我們的IP，其實過去幾年就在考慮和Chiplet合作,，異構計算就更不用講了,。我們的GPU、CPU和AI都是為支持異構計算來做的,！”

Chiplet和異構集成

Chiplet,，小芯片，又稱為模塊芯片,，是系統(tǒng)級芯片（SoC）集成發(fā)展到后摩爾時代后,，持續(xù)提高集成度和芯片算力的重要途徑,。它創(chuàng)新了芯片封裝理念，把原本一體的SoC分解為多個芯粒,，分開制備出這些芯粒后,，再將它們互聯(lián)封裝在一起，形成完整的復雜功能芯片,。Chiplet最大的優(yōu)勢是降低成本和提升芯片集成度,，且有利于后續(xù)產(chǎn)品迭代，加速產(chǎn)品上市周期,。

日前,，阿里達摩院發(fā)布的2023十大科技趨勢提到，面向后摩爾時代,，Chiplet可能將是突破現(xiàn)有困境最現(xiàn)實的技術路徑,。Chiplet可以降低對先進工藝制程的依賴，實現(xiàn)與先進工藝相接近的性能,，成為半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點,。從成本、良率平衡的角度出發(fā),，2D,、2.5D和3D封裝會長期并存,；同構和異構的多芯粒封裝會長期并存,；不同的先進封裝和工藝會被混合使用。Chiplet有望重構芯片研發(fā)流程,，從制造到封測,，從EDA到設計，全方位影響芯片產(chǎn)業(yè)格局,。

在顯著的技術方案優(yōu)勢下,，Chiplet也早已引來多家巨頭競相布局。進入2013年,，更是多家企業(yè)相繼發(fā)布其Chiplet產(chǎn)品,。1月6日，在2023年美國消費電子展（CES）上,，AMD發(fā)布了首款數(shù)據(jù)中心/HPC級的APU“Instinct MI300”,，這款APU采用的就是Chiplet（芯粒）技術，在4塊6nm芯片上,，堆疊了9塊5nm的計算芯片,，以及8顆共128GB的HBM3顯存芯片。1月11日,，英特爾在北京發(fā)布了代號為“Sapphire Rapids”的第四代英特爾至強可擴展處理器,，該GPU的一大亮點之一便是,，它是英特爾首款基于Chiplet（芯粒技術）設計的處理器，擴展了多種加速器引擎,，被英特爾稱為“算力神器”,。

Imagination作為IP領域的領先企業(yè)，對Chiple的關注和戰(zhàn)略部署又是什么呢,？為此,，EETOP特別采訪了Imagination首席營銷官David Harold和Imagination技術產(chǎn)品管理高級總監(jiān)Stephen Barton。

EETOP：您如何看待Chiplet對IP企業(yè)發(fā)展的影響,？當前,，Chiplet面臨的最大挑戰(zhàn)，您認為是什么,？

David Harold：作為一家IP公司,，Chiplet對我們來說肯定是非常值得關注的一個領域，它意味著我們可以把原有的IP進行重復使用,。Chiplet應用本身在制造,、使用和設計都會更加方便展開這些異構的計算，很多產(chǎn)品做成Chiplet以后可以在裝配前進行提前測試,，避免了在裝配完成后才發(fā)現(xiàn)測試失敗,，沒有辦法通過。在這種情況下,，失敗的是單一的Chiplet,，不會影響到整個設備和Device。尤其對很多小的,、初創(chuàng)型芯片企業(yè),，如果需要做SoC的話，那Chiplet將是一個比較好的切入點和新的切入方向,。

當前,，Chiplet的最大挑戰(zhàn)就是接口過于碎片化，但這樣的挑戰(zhàn)比起Chiplet的發(fā)展給大家?guī)淼囊嫣幎?，未來效果肯定會更好,，所以值得大家克服這樣的挑戰(zhàn)。

EETOP：Imagination在Chiplet領域的推進計劃是怎樣的,？您如何看待像英特爾,、ADM這樣的大半導體公司在Chiplet領域的發(fā)展？如果Imagination開發(fā)Chiplet的產(chǎn)品,，著力點會放在哪,？競爭優(yōu)勢又是什么？

Stephen Barton：我們當初設計B系列GPU就已經(jīng)專門針對Chiplet做了相應的設計,，能夠更好地適應未來在Chiplet中的應用,。這樣的設計理念和思路也將會延續(xù)下去,，包括現(xiàn)在的D系列以及以后新的GPU里面。

David Harold：其實Chiplet是介于IP和芯片組之間存在的形式,，英特爾這樣的大型半導體公司就更像是可以利用Chiplet把內(nèi)部原有的IP技術變得像我們一樣進行IP化,，就是把X86往ARM或者RISC5的方向發(fā)展，大的半導體公司也會利用這樣的機會拓寬外部的IP市場,，一定程度上變得像一家IP公司一樣,，通過這樣的方式運營。

很多異構架構把CPU,、GPU,、AI和以太網(wǎng)結(jié)合到一個Chiplet，這確實可以帶來很多未來先進的應用場景,，也有很多機會,，會在某些特定的市場上大放異彩。手機上一直推行采用最新的工藝節(jié)點和SoC,，可能Chiplet不會那么快地展開手機場景中的應用,，但其它應用場景比如汽車或者消費電子，Chiplet都是大有可為,，我們自己也非常感興趣,。

再加上另外一個趨勢，就是異構計算,。我們公司對RISC-V一直都是很有信心的,。它一定會帶來顛覆性的、巨大的變化,，改變很多的東西,，只不過這個過程會是需要時間的,，可能是十年以后,。我們希望GPU IP可以成為諸多RISC-V架構的首選，現(xiàn)在有很多RISC-V相關的IP Vendor,，但能提供GPU IP的并不多,，我們希望進一步鞏固這種領導地位。

EETOP：談到汽車行業(yè),，這是大家都非常關注,、也是未來非常重要的一個市場。在汽車領域,，SoC有一個趨勢,，就是把CPU和GPU集成在一塊，這個方向是不是未來的技術趨勢,？除了這個趨勢以外,，SOC目前還有哪些值得關注的方向,？Imagination2023年在汽車領域有沒有什么汽車創(chuàng)新和技術部署的規(guī)劃？

David Harold：目前對車輛相關的解決方案有多種不同的設計形式,，其中包括異構計算,，也有把CPU和GPU捆綁整合在一起，放在車輛上的同一位置或者以傳統(tǒng)的方式分開,，放在不同的離散連接方式,，通過離散的方式連接起來放在車內(nèi)不同的位置。現(xiàn)在還不能確定哪種趨勢就已經(jīng)成為技術路線上的一種主流,。我們是比較偏向于異構計算,，畢竟我們自己在AI、GPU和CPU方面的能力都很強,，也有很強的能力合理地在這些不同的芯片中分配合理的工作量,。針對這些車輛上的應用有一個關鍵點，不管采用何種方式進行架構的部署,，最重要的一點就是所有設備都要符合車規(guī)級的要求,，達到ISO26262的標準，ISOD和ISOB,。

目前Imagination已經(jīng)有很多IP應用在數(shù)以萬計的車輛,，也有相應的其它技術儲備，HMI,、ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng),，車輛使用的CPU、GPU和這些設備中的連接方式等,，而且都是能夠符合車輛功能安全級別,。車輛專屬的設計在我看來是比其它的整不整合更加重要的事情，我們現(xiàn)在已經(jīng)有了專門為車輛應用去做設計的能力,、團隊以及心態(tài),，這才是目前最重要的一點。

補充一點,，汽車行業(yè)真的已經(jīng)開始越來越多地應用RISC-V架構的CPU,，我們第一家RISC-V的客戶就是車企，現(xiàn)在有越來越多的企業(yè)嘗試嵌入式的RISC-V,，如Google定義未來各種設備都會采用RISC-V,，包括移動端，我們認為最先到來的使用RISC-V,，大規(guī)模的使用場景一定會是汽車行業(yè),。

█ 結(jié)束語

Imagination是世界第四大硅IP，就是硅知識產(chǎn)權的提供商。Imagination有近三十年的技術積累,，是以GPU立足行業(yè),，核心技術有著非常大的優(yōu)勢。

劉國軍分享說：“過去三年,，Imagination最大的變化是更換新的CEO,、制定公司整體戰(zhàn)略以及中國戰(zhàn)略。新的戰(zhàn)略主要Focos四大應用領域：傳統(tǒng)的Mobile,，Consumer,、Automotive、Data Centre,。其中

Automotive是Imagination的傳統(tǒng)強項,，目前我們的汽車GPU還是市場占有率超過一半。不過,，新的GPU既要用于渲染又要用于計算,，這是一個新的變化。這也是我們當前面臨的挑戰(zhàn)之一,?！?/p>

緊緊抓住中國市場，是Imagination應對挑戰(zhàn)的關鍵策略之一,。據(jù)劉國軍介紹,，在過去的兩年，Imagination中國業(yè)務的增長帶動整個新的Imagination在過去的年增長率達到33%,。目前,，Imagination正在加大中國的生態(tài)建設，從整機廠到游戲廠,。

劉國軍表示：“作為Silicon IP的主要提供商,，Imagination的成功正是跟整個行業(yè)、客戶以及合作伙伴一起,，生態(tài)化發(fā)展,。希望Imagination擁有這些核心技術以及IP價值位置，能夠給中國半導體既有挑戰(zhàn)又有機遇,、有著非常巨大發(fā)展?jié)摿Φ氖袌鲎龀鑫覀儜械呢暙I,?！?/p>

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