Новата A серия GPU архитектура на Imagination е най-голямото стартиране на компанията от 15 години

Пазарът на мобилни графични процесори в наши дни е доминиран от персонализираните графични процесори Adreno на Qualcomm и графичните процесори Mali на ARM. В миналото обаче ситуацията беше различна. Имаше още няколко конкуренти на пазара на мобилни GPU, което помогна за повишаване на конкурентоспособността в индустрията. В частност, Imagination Technologies беше един от основните играчи в индустрията. Базираната в Обединеното кралство компания все още остава един от лидерите в областта на мобилните GPU благодарение на доставчиците лицензира своите GPU технологии, но нейните собствени графични процесори с марка PowerVR се намират в много малко продукти от тях дни. В миналото нейните мобилни графични процесори от висок клас бяха използвани от Apple в SoC от серия A на компанията до Apple A10 през 2016 г. Неговите графични процесори от нисък и среден клас, от друга страна, се използват от компании като MediaTek, Rockchip и др. Сега Imagination Technologies се завръща с голямо стартиране на GPU архитектура под формата на новата A серия архитектура. Компанията го нарича най-важното съобщение за GPU от 15 години и рекламира новите графични процесори като притежаващи най-бързия GPU IP в света.

За да научите как това се отразява на пазара на мобилни GPU, нека се задълбочим в историята на компанията и да видим как се вписва в пазара на мобилни GPU.

Технологии на въображението - предистория

Imagination Technologies исторически е един от лидерите на пазара на мобилни GPU, тъй като работи от 90-те години на миналия век. Компанията притежава редица GPU IP патенти, което означава, че доставчиците на SoC трябва да й плащат лицензионни такси. Неговата технология за отложено изобразяване на базата на плочки (TBDR) е добър пример. Марката графични процесори PowerVR се конкурира с графичните процесори Adreno на Qualcomm и графичните процесори Mali на ARM, но след затварянето на Texas Instruments през 2012 г. единственият лицензополучател на компанията във високия клас беше Apple.

Apple и Imagination бяха свързани до 2017 г., като Imagination дори създаде персонализирани версии на своите графични процесори PowerVR за iPhone и iPad. Apple потвърди, че обсъжда с Imagination придобиването на компанията през март 2016 г., но нямаше сделка. През април 2017 г. Imagination обяви, че Apple е казала на компанията, че преминава към персонализирани графични процесори в рамките на 15-18 месеца, премествайки далеч от графичните процесори PowerVR на Imagination. Няколко месеца по-късно Imagination направи шокиращо съобщение: заявяваше се за продажба, а пазарната му капитализация беше значително намалена за кратко време, тъй като най-големият му клиент се оттегли от използването му технология. Imagination беше закупена през септември 2017 г. от Canyon Ridge, калифорнийска капиталова фирма с китайски инвеститори. Най-малкото, развитието беше изненадващо.

През същия месец Apple пусна A11 SoC заедно с пускането на iPhone 8/iPhone X. Твърди се, че A11 съдържа първия персонализиран GPU на Apple. Apple обаче продължи да плаща лицензионни такси на Imagination, тъй като персонализираният GPU на A11 все още използва GPU технологията на Imagination (включително TBDR). Според AnandTech, персонализираният GPU дизайн на Apple обикновено се счита за разклонение на IP на Imagination през 2015 г., което Apple продължава да развива независимо благодарение на архитектурен лиценз. Връзката между Apple и Imagination в наши дни не е известна и официално персонализираната GPU архитектура на Apple остава черна кутия.

След като беше придобит от Canyon Ridge, Imagination се озова в позиция, в която нямаше клиент за своите графични процесори от висок клас. The Архитектурата PowerVR Rogue на компанията беше намерила своя път към iPhone и iPad във високия клас, но след A11 нямаше други купувачи. В сегментите от нисък и среден клас Imagination продължи да лицензира GPU технологията на доставчици като MediaTek, Rockchip и Unisoc. Архитектурата му PowerVR 8XT и 9XTP обаче не стигна до продукти за доставка. Всъщност MediaTek мигрира от използването на PowerVR GPU към използването на Mali GPU на ARM. Например, на Helio P90 използва графичния процесор PowerVR GM9446 на Imagination (който беше базиран на по-старата архитектура Rogue), но след това MediaTek премина към графичния процесор Mali-G76MC4 на ARM в Helio G90T.

Междувременно самите GPU на ARM Mali се оказаха неконкурентоспособни на пазара на мобилни GPU, тъй като имаха по-ниска PPA (производителност на област) в сравнение с персонализираните графични процесори Adreno на Qualcomm, които персонализират IP на графичния процесор, и отскоро, персонализираните графични процесори на Apple. Mali-G71 и на ARM Мали-G72 страда от по-ниска производителност и енергийна ефективност в сравнение с графичните процесори Adreno от онова време. Докато Мали-G76 беше солидно подобрение, но все още не беше достатъчно, за да вземе короната за производителност и ефективност на мобилния графичен процесор на пазара на Android от Qualcomm.

Qualcomm беше на добро място на пазара на GPU за Android, тъй като неговите графични процесори се радваха на най-добрата производителност в класа си, но на по-широкия пазар на SoC се оказа победен от персонализираните графични процесори на Apple. The персонализираните графични процесори в Apple A11, A12 и A13 SoC са значително по-бързи от Adreno 540, Adreno 630 и Adreno 640 в Snapdragon 835, Snapdragon 845 и Snapdragon 855 съответно. Изведнъж Apple имаше голяма преднина в производителността на мобилния GPU, като Qualcomm беше изместен на второ място. Мали графичните процесори на ARM изостават по отношение на PPA, както и енергийна ефективност.

През май тази година ARM се зае да коригира дефицита на производителност и ефективност, като обяви Mali-G77 с новата GPU архитектура Valhall с 40% подобрения на производителността. Графичният процесор отбеляза първите си две дизайнерски победи под формата на Samsung Exynos 990 и MediaTek Dimensity 1000 SoC.

От средата на 2019 г. пазарът на мобилни графични процесори отразява реалността, че персонализираните графични процесори, разработени от Apple и Qualcomm, са по-добри от лицензираните графични процесори от подобни на ARM и Imagination. По отношение на конкуренцията, това е лошо нещо за индустрията, тъй като действа като бариера пред конкуренцията, ако лицензираният IP е по-нисък от персонализирания IP, който няма да бъде лицензиран на който и да е доставчик на SoC трета страна. Samsung знае това и компанията вече го знае поели ангажимент да лицензират IP на GPU на AMD в бъдещи Exynos SoC (предвидени за пускане след две години).

В лицето на този фон, сцената беше подготвена за най-важното съобщение на Imagination от 15 години насам.

Серии графични процесори AXT, AXM и AX

Imagination обяви своята нова A-серия GPU архитектура, с твърдението, че има най-бързия GPU IP, създаван някога. Това е голяма претенция. Целта на компанията тук е да покаже, че архитектурата е по-добра от персонализираните графични процесори, направени от Apple и Qualcomm. По същество Imagination иска да направи лицензираните графични процесори жизнеспособни отново и да предостави по-добра алтернатива от графичните процесори Mali на ARM.

Архитектурата от серията A е 10-то поколение GPU архитектура на Imagination. Състои се от три категории GPU: продуктовите линии XE, XM и XT, които означават сегментите от нисък, среден и висок клас. Брандирането PowerVR вече не се използва за описание на архитектурата, тъй като компанията вече го използва, за да опише технологията TBDR. Претенцията за най-бърз GPU IP се отнася за продуктовата линия XT, тъй като е предназначена като премиум серия от мобилни графични процесори.

Архитектурата на GPU от серията A се твърди от Imagination, че е 2,5 пъти по-бърза от предишното поколение GPU Series 9 на Imagination в ISO област и сравнение на процесния възел. Въображението не сравнява серия A с линиите 8XT или 9XT, тъй като няма публично достъпни продукти, които използват тези серии GPU. AnandTech отбелязва, че данните вероятно са базирани на GPU GM9446 на Helio P90, който е базиран на Rogue GPU от серия 9XM.

Серията A има 4 пъти повече ALU в сравнение с 9XM Rogue GPU. Твърди се, че има 8 пъти по-бърза AI производителност. И накрая, Imagination казва, че архитектурата от серията A използва 60% по-ниска мощност за подобна производителност.

Новата архитектура от серия A е приложима за четири конфигурации от серията XT и една конфигурация XM. Серията XE всъщност не е базирана на новата архитектура, тъй като е продължение на Rogue. AXT-64-2048 е водещ графичен процесор с 2,0 TFLOPS, 64 гигапиксела/s скорост на запълване и 8 TOPS производителност на AI. AXT-32-1024, от друга страна, се казва, че е първокласен мобилен GPU с 1 TFLOPS, 32 Gigapixel/s скорост на запълване и 4 TOPS производителност на AI. Другите две конфигурации са AXT-48-1536 и AXT-16-512, докато серията AXM има AXM-8-256, който е оценен за 256 GFLOPS, 8 гигапиксела/s скорост на запълване и 1 TOP of AI производителност.

По отношение на мобилните графични процесори, планът на Imagination е AXT-32-1024 да бъде най-доброто място за премиум мобилен графичен процесор. Двете по-големи конфигурации могат да се използват в устройства като Chromebook или сървъри, например. AXT-48-1536 все още се предвижда от Imagination да действа като алтернативен по-голям премиум мобилен GPU, докато AXT-64-2048 е много по-голям GPU, който Imagination може да създаде, ако потребителите се интересуват от то.

Новият GPU IP съдържа много промени: 4 пъти повече ALU, 128-широка архитектура и много повече. AnandTech покрива новата технология от серия А в детайли, така че читателите трябва да проверят отразяването на публикацията.

Серия архитектура - Outlook

Изгледът на архитектурата от серията A на Imagination изглежда страхотно. На пръв поглед графичният процесор AXT-32-1024 ще бъде много по-бърз дори от дизайни от следващо поколение като напр. Графичният процесор Adreno на Qualcomm в Snapdragon 865 и дори персонализираният графичен процесор на Apple, да не говорим за Мали-G77. Въображението също го обхваща, когато става въпрос за PPA, като компанията отбелязва съществуващия проблем, където Графичните процесори Mali имат същата производителност като графичните процесори Adreno на Qualcomm, като същевременно заемат 184% силициева площ, което води до по-ниска PPA. Енергийната ефективност също трябва да е страхотна.

Пътната карта на GPU на Imagination също е много агресивна. През 2020 г. архитектурата от серия A ще бъде наследена от архитектура от серия B с 30% производителност подобрения, които от своя страна ще бъдат успешни със сериите C и D през 2021 г. и 2022 г. с годишно 30% представяне подобрения. Пазарът на мобилни GPU до голяма степен се отказа от това ниво на напредък на поколенията. Imagination също планира да активира проследяване на лъчи в следващата GPU архитектура.

По отношение на дизайнерските победи, това е смесена чанта. Qualcomm няма да лицензира тази архитектура и по-голямата част от телефоните с Android в света използват Qualcomm SoC. Samsung вече подписа партньорство с AMD за използване на своя Radeon IP в бъдещите Exynos SoC. Останалите два основни доставчици са HiSilicon Group на Huawei и MediaTek, които в момента използват графичните процесори Mali на ARM. Тъй като MediaTek е използвал преди това графични процесори PowerVR, има възможност компанията да се върне към Imagination от ARM в бъдещи SoC. Компанията вече обяви водещ SoC за устройства през 2020 г. под формата на Dimensity 1000.

Съобщението на Imagination за новата архитектура от серия A беше много необходимо на пазара на мобилни GPU. Ако всичко се осъществи, пазарът на мобилни графични процесори вече е много по-конкурентен по отношение на лицензирани графични процесори, които могат да се използват от множество доставчици.

---

Чрез: AnandTech