Imagination Technologies הכריזה על ארכיטקטורת ה-GPU החדשה של סדרת A. החברה טוענת שזהו ה-GPU IP המהיר ביותר בשוק.
שוק ה-GPU הנייד כיום נשלט על ידי ה-Adreno GPUs המותאמים אישית של קוואלקום ו-Mali GPUs של ARM. אולם בעבר המצב היה שונה. היו עוד כמה מתחרים בשוק ה-GPU הנייד, מה שעזר להגביר את התחרותיות בתעשייה. Imagination Technologies, במיוחד, הייתה אחת השחקנים העיקריים של התעשייה. החברה שבסיסה בבריטניה עדיין נותרה אחת המובילות בתחום ה-GPU הנייד הודות לספקים רישיון טכנולוגיות ה-GPU שלה, אך מעבדי ה-GPU שלה ממותגי PowerVR נמצאים במעט מאוד מוצרים אלה ימים. בעבר, ה-GPUs הניידים המתקדמים שלה שימשו את אפל ב-SoCs מסדרת A של החברה, עד ל-Apple A10 ב-2016. לעומת זאת, ה-GPUs הנמוכים והבינוניים שלו משמשים חברות כמו MediaTek, Rockchip וכו'. כעת, Imagination Technologies חוזרת עם השקה גדולה של ארכיטקטורת GPU בדמות ארכיטקטורת סדרת A החדשה. החברה קוראת לזה הכרזת ה-GPU החשובה ביותר מזה 15 שנה, והיא מקדמת את ה-GPU החדשים כבעלי ה-GPU IP המהיר בעולם.
כדי ללמוד כיצד זה משפיע על שוק ה-GPU הנייד, בואו נעמיק ברקע של החברה ונראה כיצד היא משתלבת בשוק ה-GPU הנייד.
טכנולוגיות דמיון - רקע
Imagination Technologies הייתה היסטורית אחת המובילות בשוק ה-GPU הנייד, שכן היא פועלת מאז שנות ה-90. החברה מחזיקה במספר פטנטים של GPU IP, מה שאומר שספקי SoC צריכים לשלם לה דמי רישוי. טכנולוגיית העיבוד הדחוי (TBDR) המבוסס על אריחים היא דוגמה טובה. מותג ה-GPUs PowerVR התחרה ב-Adreno GPUs של קוואלקום וב-Mali GPUs של ARM, אך לאחר שטקסס אינסטרומנטס נסגרה ב-2012, בעלת הרישיון היחידה של החברה ב-high-end הייתה אפל.
אפל ו-Imagination היו מקושרות עד 2017, שכן Imagination אפילו בנתה גרסאות מותאמות אישית של ה-PowerVR GPUs שלה עבור מכשירי אייפון ואייפד. אפל אישרה כי היא נמצאת בדיון עם אימג'יניישן לרכוש את החברה במרץ 2016, אך לא הייתה עסקה. באפריל 2017, Imagination הודיעה כי אפל אמרה לחברה שהיא עוברת למעבדי GPU מותאמים אישית בתוך 15-18 חודשים, תוך העברת הרחק מ-PowerVR GPUs של Imagination. כמה חודשים לאחר מכן, Imagination פרסמה הודעה מזעזעת: היא מעמידה את עצמה לקראתה מכירה, ושווי השוק שלה הצטמצם משמעותית תוך זמן קצר, כשהלקוח הגדול ביותר שלה התרחק משימוש בה טֶכנוֹלוֹגִיָה. Imagination נקנתה בספטמבר 2017 על ידי קניון רידג', חברת מניות קליפורנית עם משקיעים סיניים. בלשון המעטה, ההתפתחויות היו מפתיעות.
באותו חודש השיקה אפל את ה-A11 SoC לצד השקת האייפון 8/אייפון X. נאמר כי ה-A11 מכיל את ה-GPU המותאם אישית הראשון של אפל. עם זאת, אפל המשיכה לשלם דמי רישוי ל-Imagination שכן ה-GPU המותאם אישית של ה-A11 עדיין השתמש בטכנולוגיית ה-GPU של Imagination (כולל TBDR). לפי אננדטק, עיצוב ה-GPU המותאם אישית של אפל נחשב בדרך כלל למזלג של ה-IP של Imagination בשנת 2015, שאפל ממשיכה לפתח באופן עצמאי הודות לרישיון אדריכלי. הקשר בין אפל ל-Imagination בימינו אינו ידוע, ובאופן רשמי, ארכיטקטורת ה-GPU המותאמת אישית של אפל נותרה קופסה שחורה.
לאחר שנרכשה על ידי Canyon Ridge, Imagination מצאה את עצמה במצב שבו לא היה לה לקוח עבור ה-GPUs היוקרתיים שלה. ה ארכיטקטורת PowerVR Rogue של החברה מצאה את דרכה לאייפון ולאייפד בקצה הגבוה, אבל אחרי ה-A11, לא היו אחרים קונים. בסגמנטים הנמוכים והבינוניים, Imagination המשיכה להעניק רישיון לטכנולוגיית GPU לספקים כמו MediaTek, Rockchip ו-Unisoc. עם זאת, ארכיטקטורת ה-PowerVR 8XT וה-9XTP שלו לא הגיעה למוצרי משלוח. למעשה, MediaTek עברה משימוש ב- PowerVR GPUs לשימוש ב- Mali GPUs של ARM. לדוגמה, ה Helio P90 השתמש ב-PowerVR GM9446 GPU של Imagination (שהתבסס על ארכיטקטורת Rogue הישנה יותר), אך MediaTek עברה לאחר מכן ל-Mali-G76MC4 GPU של ARM ב- Helio G90T.
בינתיים, מעבדי ה-Mali GPU של ARM עצמם התגלו כבלתי תחרותיים בשוק ה-GPU הנייד, מכיוון שהיה להם PPA (ביצועים) נחותים לאזור) בהשוואה ל-Adreno GPU המותאמים אישית של קוואלקום עם IP GPU בהתאמה אישית, ולאחרונה, GPUs המותאמים אישית של אפל. Mali-G71 ו של ARM Mali-G72 סבל מביצועים נחותים ויעילות כוח בהשוואה למעבדי ה-Adreno GPU של אז. בזמן ש Mali-G76 היה שיפור מוצק, זה עדיין לא הספיק כדי לקחת את כתר הביצועים והיעילות של ה-GPU הנייד בשוק אנדרואיד מ-Qualcomm.
קוואלקום הייתה במקום טוב בשוק ה-GPU של אנדרואיד, שכן ה-GPUs שלה נהנו מהביצועים הטובים ביותר מסוגו, אך בשוק ה-SoC הרחב, היא מצאה את עצמה מובסת על ידי ה-GPUs המותאמים אישית של אפל. ה GPUs מותאמים אישית ב-Apple A11, A12 ו-A13 SoCs מהירים משמעותית מה-Adreno 540, Adreno 630 ו-Adreno 640 ב-Snapdragon 835, Snapdragon 845 ו-Snapdragon 855 בהתאמה. לפתע, לאפל הייתה יתרון גדול בביצועי GPU ניידים, כאשר קוואלקום ירדה למקום השני. ה-Mali GPUs של ARM היו בפיגור מסוים מבחינת PPA כמו גם יעילות צריכת החשמל.
במאי השנה, ARM החלה לתקן את הגירעון בביצועים וביעילות על ידי הכרזה על Mali-G77 עם ארכיטקטורת ה-GPU החדשה של Valhall עם שיפורי ביצועים של 40%. ה-GPU זכה בשני ניצחונות העיצוב הראשונים שלו בצורה של סמסונג Exynos 990 ו MediaTek Dimensity 1000 SoCs.
נכון לאמצע 2019, שוק ה-GPU הנייד שיקף את המציאות ש-GPUs מותאמים אישית שפותחו על ידי אפל וקוואלקום היו טובים יותר מ-GPUs מורשים מ-ARM ו-Imagination. במונחים של תחרות, זה דבר רע עבור התעשייה, מכיוון שהוא מהווה מחסום לתחרות אם ה-IP המורשה נחות מ-IP מותאם אישית שלא יקבל רישיון לאף ספק SoC של צד שלישי. סמסונג יודעת את זה, והחברה כבר יודעת מחויב לרישוי ה-GPU IP של AMD ב-Exynos SoCs עתידיים (מומלץ להשיק בעוד שנתיים).
לנוכח הרקע הזה, הונחה הבמה להכרזה החשובה ביותר של אימג'ינאישן מזה 15 שנה.
סדרות GPU של AXT, AXM ו-AX
Imagination הכריזה על ארכיטקטורת ה-GPU החדשה שלה מסדרת A, עם הטענה שיש לה את ה-GPU IP המהיר ביותר שנוצר אי פעם. זו טענה גדולה. המטרה של החברה כאן היא להראות שהארכיטקטורה טובה יותר ממעבדי ה-GPU המותאמים אישית מתוצרת אפל וקוואלקום. בעיקרו של דבר, Imagination רוצה להפוך את ה-GPUs עם רישיון לכדאיים שוב, ולספק אלטרנטיבה טובה יותר מה-Mali GPUs של ARM.
ארכיטקטורת סדרת A היא ארכיטקטורת ה-GPU של Imagination מהדור ה-10. הוא מורכב משלוש קטגוריות של GPUs: קווי המוצרים XE, XM ו-XT, המסמלים את הקטעים הנמוכים, הבינוניים והגבוהים. מיתוג PowerVR אינו משמש יותר לתיאור הארכיטקטורה, מכיוון שהחברה משתמשת בו כעת כדי לתאר את טכנולוגיית TBDR. תביעת ה-IP של GPU המהירה ביותר חלה על קו מוצרי ה-XT, מכיוון שהוא מיועד כסדרת פרימיום של מעבדי GPU ניידים.
ארכיטקטורת ה-GPU של סדרת A טוענת על ידי Imagination מהירה פי 2.5 מהדור הקודם של Imagination מסדרה 9 GPU בהשוואה של אזור ISO וצמתי תהליכים. דמיון אינו משווה סדרה A עם קווי 8XT או 9XT מכיוון שאין מוצרים זמינים לציבור המשתמשים בסדרת GPU אלה. אננדטק מציין שהנתונים מבוססים ככל הנראה על GM9446 GPU של Helio P90, שהוא GPU מסדרת 9XM מבוסס Rogue.
לסדרת A יש פי 4 יותר ALUs על פני 9XM Rogue GPU. אומרים שיש לו ביצועי AI מהירים פי 8. לבסוף, Imagination אומר שארכיטקטורת סדרת A משתמשת בהספק נמוך ב-60% לביצועים דומים.
ארכיטקטורת סדרת A החדשה ישימה עבור ארבע תצורות בסדרת XT ותצורת XM אחת. סדרת XE לא מבוססת למעשה על הארכיטקטורה החדשה, מכיוון שהיא המשך של Rogue. ה- AXT-64-2048 הוא GPU ספינת דגל עם 2.0 TFLOPS, קצב מילוי של 64 ג'יגה-פיקסל/שניה ו-8 TOPS של ביצועי בינה מלאכותית. לעומת זאת, ה- AXT-32-1024 הוא GPU נייד מובחר עם 1 TFLOPS, קצב מילוי של 32 ג'יגה-פיקסל/שניות ו-4 TOPS של ביצועי בינה מלאכותית. שתי התצורות האחרות הן ה- AXT-48-1536 וה- AXT-16-512, בעוד שלסדרת AXM יש את ה-AXM-8-256, המדורג עבור 256 GFLOPS, קצב מילוי של 8 ג'יגה-פיקסל/שניה ו-1 TOP של AI ביצועים.
במונחים של GPUs ניידים, התוכנית של Imagination היא לקבל את AXT-32-1024 כנקודה המתוקה עבור GPU נייד פרימיום. ניתן להשתמש בשתי התצורות הגדולות יותר במכשירים כגון Chromebooks או שרתים, למשל. ה- AXT-48-1536 עדיין נחזוה על ידי Imagination לפעול כגרפיקה ניידת פרימיום גדולה יותר, בעוד ה-AXT-64-2048 הוא GPU הרבה יותר גדול ש-Imagination יכול ליצור אם המשתמשים היו מעוניינים בו זה.
ה-GPU IP החדש מכיל הרבה שינויים: פי 4 יותר ALUs, ארכיטקטורה רחבה של 128 ועוד הרבה יותר. אננדטק סיקרה את הטכנולוגיה החדשה מסדרת A בפירוט, אז על הקוראים לבדוק את הסיקור של הפרסום.
ארכיטקטורת סדרה - אאוטלוק
התחזית של ארכיטקטורת A של Imagination נראית נהדר. על פניו, ה-AXT-32-1024 GPU יהיה הרבה יותר מהיר אפילו מעיצובי הדור הבא כגון ה-Adreno GPU של קוואלקום ב-Snapdragon 865 ואפילו ה-GPU המותאם אישית של אפל, שלא לדבר על Mali-G77. Imagination מכסה את זה גם כשזה מגיע ל-PPA, כשהחברה מציינת את הבעיה הקיימת שבה למעבדי Mali יש את אותם ביצועים כמו ל-Adreno GPUs של קוואלקום תוך שהם תופסים 184% משטח סיליקון, מה שמוביל לירידה PPA. יעילות החשמל צריכה להיות גדולה גם כן.
גם מפת הדרכים של ה-GPU של Imagination אגרסיבית מאוד. בשנת 2020, ארכיטקטורת סדרת A תוחלף על ידי ארכיטקטורת סדרת B עם 30% ביצועים שיפורים, אשר בתורם יצליחו עם סדרות C ו-D ב-2021 ו-2022 עם ביצועים של 30% בשנה שיפורים. שוק ה-GPU הנייד ויתר במידה רבה על רמה זו של התקדמות דורית. Imagination מתכננת גם לאפשר מעקב אחר קרניים בארכיטקטורת ה-GPU הבאה.
מבחינת ניצחונות עיצוב, זה עניין מעורב. קוואלקום לא תעניק רישוי לארכיטקטורה זו, והרוב המכריע של טלפונים אנדרואיד בעולם משתמשים ב-Qualcomm SoCs. סמסונג כבר חתמה על שותפות עם AMD לשימוש ב-Radeon שלה IP ב-Exynos SoCs עתידיים. שני הספקים הגדולים שנותרו הם HiSilicon Group של Huawei ו-MediaTek, ששתיהן משתמשות כיום ב-Mali GPUs של ARM. מכיוון ש-MediaTek השתמשה בעבר ב- PowerVR GPUs, זו אפשרות שהחברה תחזור ל-Imagination מ-ARM ב-SoCs עתידיים. החברה כבר הכריזה על SoC ספינת דגל למכשירי 2020 בצורת Dimensity 1000.
ההכרזה של Imagination על ארכיטקטורת סדרת A החדשה הייתה נחוצה מאוד בשוק ה-GPU הנייד. אם הכל יסתדר, שוק ה-GPU הנייד הוא עכשיו הרבה יותר תחרותי מבחינת מעבדי GPU מורשים שיכולים לשמש ספקים מרובים.
באמצעות: אננדטק