Imagination Technologies hat die neue GPU-Architektur der A-Serie angekündigt. Das Unternehmen behauptet, es sei die schnellste GPU-IP auf dem Markt.
Der mobile GPU-Markt wird heutzutage von den benutzerdefinierten Adreno-GPUs von Qualcomm und den Mali-GPUs von ARM dominiert. In der Vergangenheit war die Situation jedoch anders. Es gab einige weitere Wettbewerber auf dem Markt für mobile GPUs, was dazu beitrug, die Wettbewerbsfähigkeit der Branche zu steigern. Insbesondere Imagination Technologies war einer der Hauptakteure der Branche. Das in Großbritannien ansässige Unternehmen bleibt dank seiner Anbieter immer noch einer der Marktführer im Bereich der mobilen GPUs Lizenzierung seiner GPU-Technologien, aber seine eigenen GPUs der Marke PowerVR sind in nur sehr wenigen Produkten zu finden Tage. In der Vergangenheit wurden seine mobilen High-End-GPUs von Apple in den SoCs der A-Serie des Unternehmens verwendet, bis zum Apple A10 im Jahr 2016. Die Low-End- und Midrange-GPUs hingegen werden von Unternehmen wie MediaTek, Rockchip usw. verwendet. Jetzt ist Imagination Technologies mit der Einführung einer großen GPU-Architektur in Form der neuen Architektur der A-Serie zurück. Das Unternehmen nennt es die wichtigste GPU-Ankündigung seit 15 Jahren und wirbt für die neuen GPUs mit der weltweit schnellsten GPU-IP.
Um zu erfahren, wie sich dies auf den Markt für mobile GPUs auswirkt, werfen wir einen Blick auf den Hintergrund des Unternehmens und sehen, wie es in den Markt für mobile GPUs passt.
Imaginationstechnologien – Hintergrund
Imagination Technologies ist seit den 1990er Jahren einer der führenden Anbieter auf dem Markt für mobile GPUs. Das Unternehmen besitzt eine Reihe von GPU-IP-Patenten, was bedeutet, dass SoC-Anbieter Lizenzgebühren zahlen müssen. Ein gutes Beispiel ist die Tile-based Deferred Rendering (TBDR)-Technologie. Die GPU-Marke PowerVR konkurrierte mit den Adreno-GPUs von Qualcomm und den Mali-GPUs von ARM, aber nach der Schließung von Texas Instruments im Jahr 2012 war Apple der einzige Lizenznehmer des Unternehmens im High-End-Bereich.
Apple und Imagination waren bis 2017 verbunden, da Imagination sogar angepasste Versionen seiner PowerVR-GPUs für iPhones und iPads baute. Apple bestätigte, dass im März 2016 mit Imagination Gespräche über die Übernahme des Unternehmens geführt wurden, es jedoch zu keinem Deal kam. Im April 2017 gab Imagination bekannt, dass Apple dem Unternehmen mitgeteilt habe, dass es innerhalb von 15 bis 18 Monaten auf benutzerdefinierte GPUs umsteigen werde weg von den PowerVR-GPUs von Imagination. Ein paar Monate später gab Imagination eine schockierende Ankündigung bekannt: Es stellte sich auf den Weg Verkauf, und seine Marktkapitalisierung war in kurzer Zeit erheblich zurückgegangen, da sein größter Kunde die Nutzung aufgegeben hatte Technologie. Imagination wurde im September 2017 von Canyon Ridge, einer kalifornischen Beteiligungsgesellschaft mit chinesischen Investoren, gekauft. Die Entwicklungen waren gelinde gesagt überraschend.
Im selben Monat brachte Apple zusammen mit der Einführung des iPhone 8/iPhone X den A11 SoC auf den Markt. Der A11 soll Apples erste benutzerdefinierte GPU enthalten. Allerdings zahlte Apple weiterhin Lizenzgebühren an Imagination, da die benutzerdefinierte GPU des A11 weiterhin die GPU-Technologie von Imagination (einschließlich TBDR) nutzte. Entsprechend AnandTech, Apples benutzerdefiniertes GPU-Design wird allgemein als Abzweigung des geistigen Eigentums von Imagination aus dem Jahr 2015 angesehen, das Apple dank einer Architekturlizenz weiterhin unabhängig weiterentwickelt. Die Beziehung zwischen Apple und Imagination ist heutzutage nicht bekannt und offiziell bleibt Apples benutzerdefinierte GPU-Architektur eine Black Box.
Nach der Übernahme durch Canyon Ridge befand sich Imagination in einer Situation, in der es keinen Kunden für seine High-End-GPUs hatte. Der Die PowerVR Rogue-Architektur des Unternehmens hatte ihren Weg auf das iPhone und das iPad der oberen Preisklasse gefunden, aber nach dem A11 gab es keine anderen mehr Käufer. Im Low-End- und Mittelklasse-Segment lizenzierte Imagination weiterhin GPU-Technologie an Anbieter wie MediaTek, Rockchip und Unisoc. Die PowerVR 8XT- und 9XTP-Architektur hat es jedoch nicht in die Auslieferung von Produkten geschafft. Tatsächlich ist MediaTek von der Verwendung von PowerVR-GPUs auf die Verwendung der Mali-GPUs von ARM umgestiegen. Zum Beispiel die Helio P90 verwendete die PowerVR GM9446-GPU von Imagination (die auf der älteren Rogue-Architektur basierte), aber MediaTek wechselte dann zur Mali-G76MC4-GPU von ARM Helio G90T.
In der Zwischenzeit erwiesen sich die Mali-GPUs von ARM selbst auf dem mobilen GPU-Markt als nicht wettbewerbsfähig, da sie eine schlechtere PPA (Leistung) hatten pro Fläche) im Vergleich zu den benutzerdefinierten Adreno-GPUs von Qualcomm mit benutzerdefinierter GPU-IP und neuerdings auch den benutzerdefinierten GPUs von Apple. ARMs Mali-G71 und Mali-G72 litt im Vergleich zu den damaligen Adreno-GPUs unter einer schlechteren Leistung und Energieeffizienz. Während Mali-G76 war eine solide Verbesserung, reichte aber immer noch nicht aus, um Qualcomm die Krone in Sachen mobile GPU-Leistung und -Effizienz im Android-Markt zu holen.
Qualcomm befand sich auf dem Android-GPU-Markt in einer guten Position, da seine GPUs über die beste Leistung ihrer Klasse verfügten, doch auf dem breiteren SoC-Markt wurde das Unternehmen von den benutzerdefinierten GPUs von Apple geschlagen. Der Benutzerdefinierte GPUs in den Apple A11-, A12- und A13-SoCs sind deutlich schneller als die Adreno 540, Adreno 630 und Adreno 640 im Snapdragon 835, Snapdragon 845 und Snapdragon 855 jeweils. Plötzlich hatte Apple einen großen Vorsprung bei der Leistung mobiler GPUs, während Qualcomm auf den zweiten Platz zurückfiel. Die Mali-GPUs von ARM lagen in Bezug auf PPA und Energieeffizienz weit zurück.
Im Mai dieses Jahres machte sich ARM daran, das Leistungs- und Effizienzdefizit zu korrigieren, indem es das ankündigte Mali-G77 mit der neuen Valhall-GPU-Architektur mit 40 % Leistungssteigerung. Die ersten beiden Designsiege erzielte die GPU mit dem Samsung Exynos 990 Und MediaTek Dimensity 1000 SoCs.
Mitte 2019 spiegelte der Markt für mobile GPUs die Realität wider, dass von Apple und Qualcomm entwickelte benutzerdefinierte GPUs besser waren als lizenzierte GPUs von Unternehmen wie ARM und Imagination. Im Hinblick auf den Wettbewerb ist dies eine schlechte Sache für die Branche, da es den Wettbewerb behindert, wenn das lizenzierte IP schlechter ist als das benutzerdefinierte IP, das an keinen SoC-Drittanbieter lizenziert wird. Samsung weiß das und das Unternehmen weiß es bereits verpflichtet sich, AMDs GPU-IP zu lizenzieren in zukünftigen Exynos-SoCs (deren Markteinführung in zwei Jahren geplant ist).
Vor diesem Hintergrund war die Bühne für die wichtigste Ankündigung von Imagination seit 15 Jahren bereitet.
AXT-, AXM- und AX-GPU-Serien
Imagination hat seine neue GPU-Architektur der A-Serie mit dem Anspruch angekündigt, über die schnellste GPU-IP aller Zeiten zu verfügen. Das ist ein großer Anspruch. Ziel des Unternehmens ist es hier zu zeigen, dass die Architektur besser ist als die maßgeschneiderten GPUs von Apple und Qualcomm. Im Wesentlichen möchte Imagination lizenzierte GPUs wieder nutzbar machen und eine bessere Alternative zu den Mali-GPUs von ARM bieten.
Die Architektur der A-Serie ist die GPU-Architektur der 10. Generation von Imagination. Es besteht aus drei Kategorien von GPUs: den Produktlinien XE, XM und XT, die das Low-End-, Mid-Range- und High-End-Segment darstellen. Das PowerVR-Branding wird nicht mehr zur Beschreibung der Architektur verwendet, da das Unternehmen es jetzt zur Beschreibung der TBDR-Technologie verwendet. Der Anspruch auf die schnellste GPU-IP gilt für die XT-Produktlinie, da diese als Premium-Serie mobiler GPUs gedacht ist.
Imagination gibt an, dass die GPU-Architektur der A-Serie in einem Vergleich von ISO-Bereichen und Prozessknoten 2,5-mal schneller ist als die GPU der vorherigen Generation der Serie 9 von Imagination. Imagination vergleicht die A-Serie nicht mit der 8XT- oder 9XT-Reihe, da es keine öffentlich erhältlichen Produkte gibt, die diese GPU-Serien verwenden. AnandTech stellt fest, dass die Daten wahrscheinlich auf der GM9446-GPU des Helio P90 basieren, bei der es sich um eine Rogue-basierte GPU der 9XM-Serie handelt.
Die A-Serie verfügt über viermal mehr ALUs als eine 9XM Rogue-GPU. Es soll eine 8x schnellere KI-Leistung haben. Schließlich sagt Imagination, dass die Architektur der A-Serie bei ähnlicher Leistung 60 % weniger Strom verbraucht.
Die neue Architektur der A-Serie ist für vier Konfigurationen der XT-Serie und eine XM-Konfiguration anwendbar. Die XE-Serie basiert nicht wirklich auf der neuen Architektur, da es sich um eine Fortsetzung von Rogue handelt. Der AXT-64-2048 ist eine Flaggschiff-GPU mit 2,0 TFLOPS, 64 Gigapixel/s Füllrate und 8 TOPS an KI-Leistung. Der AXT-32-1024 hingegen soll eine mobile Premium-GPU mit 1 TFLOPS, 32 Gigapixel/s Füllrate und 4 TOPS an KI-Leistung sein. Die anderen beiden Konfigurationen sind der AXT-48-1536 und der AXT-16-512, während die AXM-Serie über den AXM-8-256 verfügt, der für 256 GFLOPS, 8 Gigapixel/s Füllrate und 1 TOP of AI ausgelegt ist Leistung.
In Bezug auf mobile GPUs plant Imagination, den AXT-32-1024 als Sweet Spot für eine mobile Premium-GPU zu haben. Die größeren beiden Konfigurationen können beispielsweise in Geräten wie Chromebooks oder Servern verwendet werden. Der AXT-48-1536 wird von Imagination immer noch als alternative, größere Premium-GPU für Mobilgeräte in Betracht gezogen. während der AXT-64-2048 eine viel größere GPU ist, die Imagination entwickeln könnte, wenn Benutzer daran interessiert wären Es.
Die neue GPU-IP enthält viele Änderungen: 4x mehr ALUs, 128-weite Architektur und vieles mehr. AnandTech hat über die neue A-Serie-Technologie berichtet im Detail, daher sollten sich Leser über die Berichterstattung der Veröffentlichung informieren.
Eine Serienarchitektur – Ausblick
Der Ausblick auf die Architektur der A-Serie von Imagination sieht großartig aus. Auf den ersten Blick wird die AXT-32-1024-GPU viel schneller sein als selbst Designs der nächsten Generation wie z Qualcomms Adreno-GPU im Snapdragon 865 und sogar Apples benutzerdefinierte GPU, ganz zu schweigen davon Mali-G77. Auch beim Thema PPA hat Imagination keine Chance, denn das Unternehmen weist auf das bestehende Problem hin Mali-GPUs haben die gleiche Leistung wie die Adreno-GPUs von Qualcomm, nehmen jedoch 184 % der Siliziumfläche ein, was zu einer geringeren Leistung führt PPA. Die Energieeffizienz sollte ebenfalls großartig sein.
Auch die GPU-Roadmap von Imagination ist sehr aggressiv. Im Jahr 2020 wird die Architektur der A-Serie durch die Architektur der B-Serie mit 30 % Leistung abgelöst Verbesserungen, die wiederum mit der C- und D-Serie in den Jahren 2021 und 2022 mit einer jährlichen Leistung von 30 % umgesetzt werden Verbesserungen. Der Markt für mobile GPUs hat dieses Niveau des Generationswechsels weitgehend aufgegeben. Imagination plant außerdem, Raytracing in der nächsten GPU-Architektur zu aktivieren.
Was die Designgewinne angeht, ist das Ergebnis gemischt. Qualcomm wird diese Architektur nicht lizenzieren und die überwiegende Mehrheit der Android-Telefone weltweit verwenden Qualcomm-SoCs. Samsung hat bereits eine Partnerschaft mit AMD zur Nutzung seiner Radeon unterzeichnet IP in zukünftigen Exynos-SoCs. Die beiden größten verbleibenden Anbieter sind Huaweis HiSilicon Group und MediaTek, die derzeit beide Mali-GPUs von ARM verwenden. Da MediaTek zuvor PowerVR-GPUs verwendet hat, Es besteht die Möglichkeit, dass das Unternehmen in zukünftigen SoCs wieder auf Imagination von ARM umsteigt. Mit dem Dimensity hat das Unternehmen bereits einen Flaggschiff-SoC für 2020-Geräte angekündigt 1000.
Die Ankündigung der neuen Architektur der A-Serie durch Imagination war auf dem Markt für mobile GPUs dringend erforderlich. Wenn alles klappt, ist der Markt für mobile GPUs jetzt viel wettbewerbsintensiver, wenn es um lizenzierte GPUs geht, die von mehreren Anbietern verwendet werden können.
Über: AnandTech