Imagination Technologies heeft de nieuwe GPU-architectuur uit de A-serie aangekondigd. Het bedrijf beweert dat dit de snelste GPU IP op de markt is.
De mobiele GPU-markt wordt tegenwoordig gedomineerd door Qualcomm's aangepaste Adreno GPU's en ARM's Mali GPU's. Vroeger was de situatie echter anders. Er waren nog een paar concurrenten op de mobiele GPU-markt, wat hielp om het concurrentievermogen in de sector te vergroten. Vooral Imagination Technologies was een van de belangrijkste spelers in de industrie. Het Britse bedrijf blijft dankzij leveranciers nog steeds een van de leiders op het gebied van mobiele GPU's licentieverlening voor zijn GPU-technologieën, maar zijn eigen GPU's van het PowerVR-merk zijn in zeer weinig producten te vinden dagen. In het verleden werden de hoogwaardige mobiele GPU's door Apple gebruikt in de A-serie SoC's van het bedrijf, tot aan de Apple A10 in 2016. De low-end en mid-range GPU's worden daarentegen gebruikt door bedrijven als MediaTek, Rockchip, enz. Nu is Imagination Technologies terug met een grote lancering van de GPU-architectuur in de vorm van de nieuwe A-serie-architectuur. Het bedrijf noemt dit de belangrijkste GPU-aankondiging in 15 jaar, en promoot de nieuwe GPU's omdat ze 's werelds snelste GPU IP hebben.
Om te leren welke invloed dit heeft op de mobiele GPU-markt, gaan we dieper in op de achtergrond van het bedrijf en kijken hoe het past in de mobiele GPU-markt.
Verbeeldingstechnologieën - Achtergrond
Imagination Technologies is van oudsher een van de leiders op de mobiele GPU-markt, zoals deze sinds de jaren negentig actief is. Het bedrijf bezit een aantal GPU IP-patenten, wat betekent dat SoC-leveranciers licentiekosten moeten betalen. De op tegels gebaseerde uitgestelde weergave (TBDR) -technologie is een goed voorbeeld. Het PowerVR-merk GPU's concurreerde met Qualcomm's Adreno GPU's en ARM's Mali GPU's, maar nadat Texas Instruments in 2012 werd gesloten, was Apple de enige licentiehouder in het hogere segment.
Apple en Imagination waren tot 2017 met elkaar verbonden, omdat Imagination zelfs aangepaste versies van zijn PowerVR GPU's voor iPhones en iPads bouwde. Apple bevestigde dat het in maart 2016 in gesprek was met Imagination om het bedrijf over te nemen, maar er kwam geen deal. In april 2017 kondigde Imagination aan dat Apple het bedrijf had verteld dat het binnen 15 tot 18 maanden zou overstappen op aangepaste GPU's. weg van de PowerVR GPU's van Imagination. Een paar maanden later deed Imagination een schokkende aankondiging: het stelde zich op verkoop, en de marktkapitalisatie ervan was in korte tijd aanzienlijk verminderd omdat de grootste klant ervan afzag om er gebruik van te maken technologie. Imagination werd in september 2017 gekocht door Canyon Ridge, een Californische aandelenfirma met Chinese investeerders. De ontwikkelingen waren op zijn zachtst gezegd verrassend.
In dezelfde maand lanceerde Apple de A11 SoC naast de lancering van de iPhone 8/iPhone X. Er werd gezegd dat de A11 de eerste aangepaste GPU van Apple zou bevatten. Apple bleef echter licentiekosten betalen aan Imagination, aangezien de aangepaste GPU van de A11 nog steeds de GPU-technologie van Imagination gebruikte (inclusief TBDR). Volgens AnandTechwordt het aangepaste GPU-ontwerp van Apple algemeen beschouwd als een afsplitsing van Imagination's IP in 2015, dat Apple onafhankelijk blijft ontwikkelen dankzij een architecturale licentie. De relatie tussen Apple en Imagination is tegenwoordig niet bekend, en officieel blijft de aangepaste GPU-architectuur van Apple een zwarte doos.
Nadat Imagination was overgenomen door Canyon Ridge, bevond het zich in een positie waarin het geen klant had voor zijn hoogwaardige GPU's. De De PowerVR Rogue-architectuur van het bedrijf had zijn weg gevonden naar de iPhone en de iPad in het hogere segment, maar na de A11 waren er geen andere meer kopers. In het lage en middensegment bleef Imagination GPU-technologie in licentie geven aan leveranciers als MediaTek, Rockchip en Unisoc. De PowerVR 8XT- en 9XTP-architectuur hebben echter geen enkele verzendproducten gehaald. MediaTek is zelfs gemigreerd van het gebruik van PowerVR GPU's naar het gebruik van ARM's Mali GPU's. Bijvoorbeeld de HelioP90 gebruikte Imagination's PowerVR GM9446 GPU (die was gebaseerd op de oudere Rogue-architectuur), maar MediaTek stapte vervolgens over naar ARM's Mali-G76MC4 GPU in de HelioG90T.
In de tussentijd bleken de Mali GPU's van ARM zelf niet concurrerend te zijn op de mobiele GPU-markt, omdat ze een inferieure PPA (prestatieverhouding) hadden per gebied) vergeleken met de aangepaste Adreno GPU's van Qualcomm met aangepaste GPU IP, en meer recentelijk de aangepaste GPU's van Apple. ARM's Mali-G71 en Mali-G72 leed aan inferieure prestaties en energie-efficiëntie vergeleken met de Adreno GPU's uit die tijd. Terwijl de Mali-G76 was een solide verbetering, maar het was nog steeds niet genoeg om de mobiele GPU-prestatie- en efficiëntiekroon op de Android-markt van Qualcomm over te nemen.
Qualcomm stond op een goede plek op de Android GPU-markt omdat zijn GPU's de beste prestaties in zijn klasse behaalden, maar op de bredere SoC-markt werd het verslagen door de aangepaste GPU's van Apple. De aangepaste GPU's in de Apple A11, A12 en A13 SoC's zijn aanzienlijk sneller dan de Adreno 540, Adreno 630 en Adreno 640 in de Snapdragon 835, Snapdragon 845 en Snapdragon 855 respectievelijk. Plots had Apple een grote voorsprong op het gebied van mobiele GPU-prestaties, waarbij Qualcomm naar de tweede plaats degradeerde. De Mali GPU's van ARM liepen enigszins achter op het gebied van PPA en energie-efficiëntie.
In mei van dit jaar begon ARM met het corrigeren van het prestatie- en efficiëntietekort door de aankondiging van de Mali-G77 met de nieuwe Valhall GPU-architectuur met 40% prestatieverbeteringen. De GPU behaalde zijn eerste twee ontwerpoverwinningen in de vorm van de Samsung Exynos 990 En MediaTek-dimensie 1000 SoC's.
Vanaf medio 2019 weerspiegelde de mobiele GPU-markt de realiteit dat aangepaste GPU's ontwikkeld door Apple en Qualcomm beter waren dan gelicentieerde GPU's van onder meer ARM en Imagination. In termen van concurrentie is dit een slechte zaak voor de sector, omdat het een belemmering voor de concurrentie vormt als het gelicentieerde IP-adres inferieur is aan het aangepaste IP-adres dat niet aan een externe SoC-leverancier in licentie wordt gegeven. Samsung weet dit, en het bedrijf heeft dat al gedaan toegewijd aan het licentiëren van AMD's GPU IP in toekomstige Exynos SoC's (die over twee jaar gelanceerd zullen worden).
Tegen deze achtergrond was het toneel klaar voor de belangrijkste aankondiging van Imagination in vijftien jaar.
AXT-, AXM- en AX-serie GPU's
Imagination heeft zijn nieuwe GPU-architectuur uit de A-serie aangekondigd, met de claim dat deze de snelste GPU IP ooit heeft gemaakt. Het is een grote bewering. Het doel van het bedrijf is om te laten zien dat de architectuur beter is dan de aangepaste GPU's van Apple en Qualcomm. In wezen wil Imagination gelicentieerde GPU's weer levensvatbaar maken en een beter alternatief bieden dan ARM's Mali GPU's.
De architectuur uit de A-serie is de GPU-architectuur van de 10e generatie van Imagination. Het bestaat uit drie categorieën GPU's: de XE-, XM- en XT-productlijnen, die de low-end, mid-range en high-end segmenten betekenen. De PowerVR-branding wordt niet meer gebruikt om de architectuur te beschrijven, omdat het bedrijf deze nu gebruikt om de TBDR-technologie te beschrijven. De snelste GPU-IP-claim geldt voor de XT-productlijn, omdat deze bedoeld is als een premium serie mobiele GPU's.
Volgens Imagination is de GPU-architectuur uit de A-serie 2,5x sneller dan Imagination's Series 9 GPU van de vorige generatie in een vergelijking van ISO-gebieden en procesknooppunten. Imagination vergelijkt de A-serie niet met de 8XT- of 9XT-lijnen, aangezien er geen publiekelijk verkrijgbare producten zijn die deze GPU-serie gebruiken. AnandTech merkt op dat de gegevens waarschijnlijk gebaseerd zijn op de GM9446 GPU van de Helio P90, een op Rogue gebaseerde GPU uit de 9XM-serie.
De A-serie heeft 4x meer ALU's dan een 9XM Rogue GPU. Er wordt gezegd dat het 8x snellere AI-prestaties heeft. Ten slotte zegt Imagination dat de architectuur uit de A-serie 60% minder stroom gebruikt voor vergelijkbare prestaties.
De nieuwe architectuur uit de A-serie is toepasbaar voor vier configuraties in de XT-serie en één XM-configuratie. De XE-serie is niet echt gebaseerd op de nieuwe architectuur, omdat het een voortzetting is van Rogue. De AXT-64-2048 is een vlaggenschip-GPU met 2,0 TFLOPS, een opvullingssnelheid van 64 gigapixel/s en 8 TOPS aan AI-prestaties. De AXT-32-1024 daarentegen zou een premium mobiele GPU zijn met 1 TFLOPS, 32 Gigapixel/s opvullingssnelheid en 4 TOPS aan AI-prestaties. De andere twee configuraties zijn de AXT-48-1536 en de AXT-16-512, terwijl de AXM-serie de AXM-8-256 heeft, die geschikt is voor 256 GFLOPS, een opvullingssnelheid van 8 gigapixel / s en 1 TOP of AI prestatie.
Wat mobiele GPU's betreft, is het plan van Imagination om de AXT-32-1024 te gebruiken als de ideale plek voor een premium mobiele GPU. De twee grotere configuraties kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt op apparaten zoals Chromebooks of servers. De AXT-48-1536 wordt door Imagination nog steeds voorgesteld als een alternatieve, grotere premium mobiele GPU, terwijl de AXT-64-2048 een veel grotere GPU is die Imagination zou kunnen creëren als gebruikers erin geïnteresseerd zouden zijn Het.
De nieuwe GPU IP bevat veel veranderingen: 4x meer ALU's, 128-brede architectuur en nog veel meer. AnandTech heeft aandacht besteed aan de nieuwe technologie uit de A-serie in detail, zodat lezers de dekking van de publicatie moeten bekijken.
Een seriearchitectuur - Outlook
Het uiterlijk van de architectuur uit de A-serie van Imagination ziet er geweldig uit. Op het eerste gezicht zal de AXT-32-1024 GPU veel sneller zijn dan zelfs ontwerpen van de volgende generatie, zoals Qualcomm's Adreno GPU in de Snapdragon 865 en zelfs de aangepaste GPU van Apple, om maar te zwijgen van de Mali-G77. Imagination heeft het ook gedekt als het gaat om PPA, waarbij het bedrijf het bestaande probleem opmerkt waar de Mali GPU's leveren dezelfde prestaties als Qualcomm's Adreno GPU's, terwijl ze 184% siliciumoppervlak in beslag nemen, wat leidt tot lagere PPA. De energie-efficiëntie moet ook geweldig zijn.
De GPU-roadmap van Imagination is ook erg agressief. In 2020 wordt de architectuur uit de A-serie opgevolgd door de architectuur uit de B-serie met een prestatie van 30% verbeteringen, die op hun beurt zullen worden opgevolgd met de C- en D-serie in 2021 en 2022 met een jaarlijkse prestatie van 30% verbeteringen. De mobiele GPU-markt heeft dit niveau van generatieverbeteringen grotendeels opgegeven. Imagination is ook van plan om ray tracing in te schakelen in de volgende GPU-architectuur.
Qua designoverwinningen is het een allegaartje. Qualcomm zal geen licentie verlenen voor deze architectuur, en de overgrote meerderheid van de Android-telefoons ter wereld maakt gebruik van Qualcomm SoC's. Samsung heeft al een samenwerking getekend met AMD om zijn Radeon te gebruiken IP in toekomstige Exynos SoC's. De twee belangrijkste leveranciers die nog over zijn, zijn Huawei's HiSilicon Group en MediaTek, die momenteel allebei de Mali GPU's van ARM gebruiken. Omdat MediaTek eerder PowerVR GPU's heeft gebruikt, het is een mogelijkheid dat het bedrijf in toekomstige SoC's terugkeert naar Imagination van ARM. Het bedrijf heeft al een vlaggenschip SoC voor 2020-apparaten aangekondigd in de vorm van de Dimensity 1000.
Imagination's aankondiging van de nieuwe architectuur uit de A-serie was hard nodig op de mobiele GPU-markt. Als het allemaal lukt, is de mobiele GPU-markt nu veel competitiever in termen van gelicentieerde GPU's die door meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.
Via: AnandTech