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(biāo)配達(dá)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(shù)進(jìn)行可配置化,、可擴(kuò)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(jī)游戲,。從ABI 2022年的調(diào)查顯示,，手機(jī)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(jī)上玩游戲。Imagination認(rèn)為,，手機(jī)游戲有三個趨勢是非常值得重點關(guān)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(jī)的玩家也是不可以接受的,。

DXT產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)包括可擴(kuò)展的光線追蹤技術(shù)、可變速的著色技術(shù),，以及在手機(jī)游戲領(lǐng)域可以提高性能,、降低功耗的關(guān)鍵技術(shù)。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(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，我們正在加快光追的采用并推動整個生態(tài)的發(fā)展,?！?/p>

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(shù)總監(jiān)艾克介紹說：“IMG DXT可以使移動設(shè)備制造商能夠根據(jù)自己的設(shè)計目標(biāo)將光追技術(shù)集成到他們的系統(tǒng)級芯片（SoC）中。DXT的Photon架構(gòu)是目前唯一達(dá)到光追系統(tǒng)（RTLS）4級的光追設(shè)計,，這意味著它能夠以業(yè)內(nèi)效率最高的方式提供領(lǐng)先的視覺效果,。“

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

第一級的光線追蹤技術(shù)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(shù)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(shù),。

第三級的光線追蹤技術(shù)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(gòu),，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(shù)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(shù)是Imagination的儲備技術(shù)。

以前的光線追蹤技術(shù)很多都是應(yīng)用在PC和主機(jī)上,。這樣的設(shè)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(shù),，把這項技術(shù)引入手機(jī)領(lǐng)域,，讓手機(jī)也能用上光線追蹤技術(shù),，當(dāng)年也因此獲得最佳IP設(shè)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(shè)備用戶帶來最先進(jìn)的圖形技術(shù),?！?/p>

Vulkan?的片段著色率（FSR）技術(shù)

IMG DXT支持Vulkan的片段著色率（FSR）技術(shù),，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(shù)，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(fù)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(wù)的算術(shù)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(shè)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(gòu)只側(cè)重于雙USC設(shè)計（2個ALU/TPU單元）,。這個改進(jìn)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(shù)趨勢

Imagination是世界第四大硅IP,，就是硅知識產(chǎn)權(quán)的提供商,。芯片設(shè)計通常由自主設(shè)計部分與外購IP組合而成。半導(dǎo)體IP行業(yè)處于整個產(chǎn)業(yè)鏈最上游,，可為芯片設(shè)計提供預(yù)先設(shè)計,、經(jīng)過重復(fù)驗證的、可重復(fù)使用的功能模塊,。當(dāng)前,，IP在芯片設(shè)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(dāng)前,，半導(dǎo)體開發(fā)的成本在不斷快速攀升。SoC或者芯片的設(shè)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(guān)鍵的趨勢,。異構(gòu)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(gòu)計算就更不用講了。我們的GPU,、CPU和AI都是為支持異構(gòu)計算來做的,！”

Chiplet和異構(gòu)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(fù)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(dá)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(shù)路徑。Chiplet可以降低對先進(jìn)工藝制程的依賴,，實現(xiàn)與先進(jìn)工藝相接近的性能,，成為半導(dǎo)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(gòu)和異構(gòu)的多芯粒封裝會長期并存,；不同的先進(jìn)封裝和工藝會被混合使用。Chiplet有望重構(gòu)芯片研發(fā)流程,，從制造到封測,，從EDA到設(shè)計，全方位影響芯片產(chǎn)業(yè)格局,。

在顯著的技術(shù)方案優(yōu)勢下,，Chiplet也早已引來多家巨頭競相布局。進(jìn)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A(yù)PU采用的就是Chiplet（芯粒）技術(shù)，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(qiáng)可擴(kuò)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(shù)）設(shè)計的處理器，擴(kuò)展了多種加速器引擎,，被英特爾稱為“算力神器”,。

Imagination作為IP領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，對Chiple的關(guān)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(shù)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(dāng)前,，Chiplet面臨的最大挑戰(zhàn)，您認(rèn)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(guān)注的一個領(lǐng)域，它意味著我們可以把原有的IP進(jìn)行重復(fù)使用,。Chiplet應(yīng)用本身在制造,、使用和設(shè)計都會更加方便展開這些異構(gòu)的計算，很多產(chǎn)品做成Chiplet以后可以在裝配前進(jìn)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(shè)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(dāng)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(lǐng)域的推進(jìn)計劃是怎樣的,？您如何看待像英特爾、ADM這樣的大半導(dǎo)體公司在Chiplet領(lǐng)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(dāng)初設(shè)計B系列GPU就已經(jīng)專門針對Chiplet做了相應(yīng)的設(shè)計,，能夠更好地適應(yīng)未來在Chiplet中的應(yīng)用,。這樣的設(shè)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(dǎo)體公司就更像是可以利用Chiplet把內(nèi)部原有的IP技術(shù)變得像我們一樣進(jìn)行IP化，就是把X86往ARM或者RISC5的方向發(fā)展,，大的半導(dǎo)體公司也會利用這樣的機(jī)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(gòu)架構(gòu)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(jìn)的應(yīng)用場景,，也有很多機(jī)會，會在某些特定的市場上大放異彩,。手機(jī)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(jī)場景中的應(yīng)用，但其它應(yīng)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(gòu)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(gòu)的首選，現(xiàn)在有很多RISC-V相關(guān)的IP Vendor,，但能提供GPU IP的并不多,，我們希望進(jìn)一步鞏固這種領(lǐng)導(dǎo)地位。

EETOP：談到汽車行業(yè),，這是大家都非常關(guān)注,、也是未來非常重要的一個市場。在汽車領(lǐng)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(shù)趨勢？除了這個趨勢以外,，SOC目前還有哪些值得關(guān)注的方向,？Imagination2023年在汽車領(lǐng)域有沒有什么汽車創(chuàng)新和技術(shù)部署的規(guī)劃？

David Harold：目前對車輛相關(guān)的解決方案有多種不同的設(shè)計形式,，其中包括異構(gòu)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(shù)路線上的一種主流,。我們是比較偏向于異構(gòu)計算,，畢竟我們自己在AI、GPU和CPU方面的能力都很強(qiáng),，也有很強(qiáng)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(yīng)用有一個關(guān)鍵點，不管采用何種方式進(jìn)行架構(gòu)的部署,，最重要的一點就是所有設(shè)備都要符合車規(guī)級的要求,，達(dá)到ISO26262的標(biāo)準(zhǔn)，ISOD和ISOB,。

目前Imagination已經(jīng)有很多IP應(yīng)用在數(shù)以萬計的車輛,，也有相應(yīng)的其它技術(shù)儲備，HMI,、ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng),，車輛使用的CPU、GPU和這些設(shè)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(shè)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(yīng)用去做設(shè)計的能力,、團(tuán)隊以及心態(tài),，這才是目前最重要的一點。

補(bǔ)充一點,，汽車行業(yè)真的已經(jīng)開始越來越多地應(yīng)用RISC-V架構(gòu)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(shè)備都會采用RISC-V,，包括移動端，我們認(rèn)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(quán)的提供商,。Imagination有近三十年的技術(shù)積累,，是以GPU立足行業(yè)，核心技術(shù)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(yīng)用領(lǐng)域：傳統(tǒng)的Mobile,，Consumer、Automotive,、Data Centre,。其中

Automotive是Imagination的傳統(tǒng)強(qiáng)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(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)之一,。”

緊緊抓住中國市場,，是Imagination應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵策略之一,。據(jù)劉國軍介紹，在過去的兩年,，Imagination中國業(yè)務(wù)的增長帶動整個新的Imagination在過去的年增長率達(dá)到33%,。目前，Imagination正在加大中國的生態(tài)建設(shè),，從整機(jī)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(shù)以及IP價值位置,，能夠給中國半導(dǎo)體既有挑戰(zhàn)又有機(jī)遇,、有著非常巨大發(fā)展?jié)摿Φ氖袌鲎龀鑫覀儜?yīng)有的貢獻(xiàn)?！?/p>

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<