Imagination Technologies anunciou a nova arquitetura de GPU da série A. A empresa afirma que é o GPU IP mais rápido do mercado.
O mercado de GPU móvel atualmente é dominado pelas GPUs Adreno personalizadas da Qualcomm e pelas GPUs Mali da ARM. Porém, no passado, a situação era diferente. Havia mais alguns concorrentes no mercado de GPU móvel, o que ajudou a aumentar a competitividade na indústria. A Imagination Technologies, em particular, foi um dos principais players da indústria. A empresa sediada no Reino Unido ainda continua sendo uma das líderes no espaço de GPU móvel graças aos fornecedores licenciar suas tecnologias de GPU, mas suas próprias GPUs da marca PowerVR são encontradas em poucos produtos. dias. No passado, suas GPUs móveis de última geração eram usadas pela Apple nos SoCs da série A da empresa, até o Apple A10 em 2016. Suas GPUs de gama baixa e média, por outro lado, são usadas por empresas como MediaTek, Rockchip, etc. Agora, a Imagination Technologies está de volta com um grande lançamento de arquitetura de GPU na forma da nova arquitetura da série A. A empresa está chamando este de seu anúncio de GPU mais importante em 15 anos e está promovendo as novas GPUs como tendo o GPU IP mais rápido do mundo.
Para saber como isso impacta o mercado de GPU móvel, vamos nos aprofundar no histórico da empresa e ver como ela se encaixa no mercado de GPU móvel.
Tecnologias de imaginação - Antecedentes
A Imagination Technologies tem sido historicamente uma das líderes no mercado de GPU móvel, já que opera desde a década de 1990. A empresa possui uma série de patentes IP de GPU, o que significa que os fornecedores de SoC têm que pagar taxas de licenciamento. Sua tecnologia de renderização diferida baseada em blocos (TBDR) é um bom exemplo. A marca de GPUs PowerVR competiu com as GPUs Adreno da Qualcomm e as GPUs Mali da ARM, mas depois que a Texas Instruments fechou em 2012, o único licenciado da empresa no segmento de ponta foi a Apple.
A Apple e a Imagination estiveram ligadas até 2017, quando a Imagination até construiu versões personalizadas de suas GPUs PowerVR para iPhones e iPads. A Apple confirmou que estava em discussão com a Imagination para adquirir a empresa em março de 2016, mas não houve acordo. Em abril de 2017, a Imagination anunciou que a Apple havia informado à empresa que estava fazendo a transição para GPUs personalizadas dentro de 15 a 18 meses, mudando longe das GPUs PowerVR da Imagination. Alguns meses depois, a Imagination fez um anúncio chocante: estava se preparando para venda, e sua capitalização de mercado foi significativamente reduzida em pouco tempo, à medida que seu maior cliente deixou de usar seu tecnologia. A Imagination foi comprada em setembro de 2017 pela Canyon Ridge, uma empresa de ações californiana com investidores chineses. Para dizer o mínimo, os desenvolvimentos foram surpreendentes.
No mesmo mês, a Apple lançou o SoC A11 junto com o lançamento do iPhone 8/iPhone X. Dizia-se que o A11 continha a primeira GPU personalizada da Apple. No entanto, a Apple continuou a pagar taxas de licenciamento à Imagination, já que a GPU personalizada do A11 ainda usava a tecnologia de GPU da Imagination (incluindo TBDR). De acordo com AnandTech, O design de GPU personalizado da Apple é comumente considerado uma bifurcação do IP da Imagination em 2015, que a Apple continua a desenvolver de forma independente graças a uma licença de arquitetura. A relação entre a Apple e a Imagination atualmente não é conhecida e, oficialmente, a arquitetura de GPU personalizada da Apple continua sendo uma caixa preta.
Tendo sido adquirida pela Canyon Ridge, a Imagination se viu em uma posição em que não tinha clientes para suas GPUs de última geração. O a arquitetura PowerVR Rogue da empresa chegou ao iPhone e ao iPad de última geração, mas depois do A11, não houve outro compradores. Nos segmentos de gama baixa e média, a Imagination continuou a licenciar a tecnologia GPU para fornecedores como MediaTek, Rockchip e Unisoc. No entanto, sua arquitetura PowerVR 8XT e 9XTP não chegou a nenhum produto de remessa. Na verdade, a MediaTek migrou do uso de GPUs PowerVR para o uso de GPUs Mali da ARM. Por exemplo, o Hélio P90 usou a GPU PowerVR GM9446 da Imagination (que era baseada na antiga arquitetura Rogue), mas a MediaTek então mudou para a GPU Mali-G76MC4 da ARM no Hélio G90T.
Enquanto isso, as próprias GPUs Mali da ARM estavam se mostrando pouco competitivas no mercado de GPU móvel, pois tinham PPA (desempenho) inferior por área) em comparação com as GPUs Adreno personalizadas da Qualcomm que personalizam o IP da GPU e, mais recentemente, as GPUs personalizadas da Apple. Mali-G71 da ARM e Mali-G72 sofria de desempenho e eficiência de energia inferiores em comparação com as GPUs Adreno da época. Enquanto o Mali-G76 foi uma melhoria sólida, ainda não foi suficiente para tirar da Qualcomm a coroa de desempenho e eficiência da GPU móvel no mercado Android.
A Qualcomm estava em uma boa posição no mercado de GPUs Android, pois suas GPUs desfrutavam do melhor desempenho da categoria, mas no mercado mais amplo de SoC, foi derrotada pelas GPUs personalizadas da Apple. O GPUs personalizadas nos SoCs Apple A11, A12 e A13 são significativamente mais rápidas do que Adreno 540, Adreno 630 e Adreno 640 no Snapdragon 835, Snapdragon 845 e Snapdragon 855 respectivamente. De repente, a Apple teve uma grande liderança no desempenho da GPU móvel, com a Qualcomm relegada para o segundo lugar. As GPUs Mali da ARM estavam um pouco atrasadas em termos de PPA e também de eficiência de energia.
Em maio deste ano, a ARM começou a corrigir o défice de desempenho e eficiência anunciando o Mali-G77 com a nova arquitetura de GPU Valhall com melhorias de desempenho de 40%. A GPU obteve suas duas primeiras vitórias em design na forma do Samsung Exinos 990 e Dimensão MediaTek 1000 SoCs.
Em meados de 2019, o mercado de GPU móvel refletia a realidade de que as GPUs personalizadas desenvolvidas pela Apple e Qualcomm eram melhores do que as GPUs licenciadas de empresas como ARM e Imagination. Em termos de concorrência, isso é ruim para a indústria, pois atua como uma barreira à concorrência se o IP licenciado for inferior ao IP personalizado que não será licenciado a nenhum fornecedor de SoC terceirizado. A Samsung sabe disso e a empresa já comprometido com o licenciamento do IP da GPU da AMD em futuros SoCs Exynos (com lançamento previsto para dentro de dois anos).
Diante desse cenário, o cenário estava montado para o anúncio mais importante da Imagination em 15 anos.
Séries de GPUs AXT, AXM e AX
A Imagination anunciou sua nova arquitetura de GPU da série A, com a alegação de ter o IP de GPU mais rápido já criado. É uma grande reivindicação. O objetivo da empresa aqui é mostrar que a arquitetura é melhor que as GPUs customizadas fabricadas pela Apple e Qualcomm. Em essência, a Imagination quer tornar as GPUs licenciadas viáveis novamente e fornecer uma alternativa melhor do que as GPUs do Mali da ARM.
A arquitetura da série A é a arquitetura de GPU de 10ª geração da Imagination. Consiste em três categorias de GPUs: as linhas de produtos XE, XM e XT, que significam os segmentos de gama baixa, média e alta. A marca PowerVR não é mais usada para descrever a arquitetura, pois a empresa agora a utiliza para descrever a tecnologia TBDR. A reivindicação de IP de GPU mais rápida se aplica à linha de produtos XT, já que se destina a ser uma série premium de GPUs móveis.
A arquitetura de GPU da série A é reivindicada pela Imagination como 2,5x mais rápida do que a GPU Série 9 da geração anterior da Imagination em uma área ISO e comparação de nós de processo. A imaginação não está comparando a série A com as linhas 8XT ou 9XT, pois não há produtos disponíveis publicamente que usem essas séries de GPU. AnandTech observa que os dados provavelmente são baseados na GPU GM9446 do Helio P90, que é uma GPU da série 9XM baseada em Rogue.
A série A tem 4x mais ALUs em uma GPU Rogue 9XM. Diz-se que tem desempenho de IA 8x mais rápido. Finalmente, a Imagination diz que a arquitetura da série A usa energia 60% menor para desempenho semelhante.
A nova arquitetura da série A é aplicável a quatro configurações da série XT e uma configuração XM. A série XE não é realmente baseada na nova arquitetura, pois é uma continuação de Rogue. O AXT-64-2048 é uma GPU carro-chefe com 2,0 TFLOPS, taxa de preenchimento de 64 gigapixels/s e 8 TOPS de desempenho de IA. O AXT-32-1024, por outro lado, é considerado uma GPU móvel premium com 1 TFLOPS, taxa de preenchimento de 32 Gigapixel/s e 4 TOPS de desempenho de IA. As outras duas configurações são o AXT-48-1536 e o AXT-16-512, enquanto a série AXM possui o AXM-8-256, que é classificado para 256 GFLOPS, taxa de preenchimento de 8 gigapixels/s e 1 TOP de AI desempenho.
Em termos de GPUs móveis, o plano da Imagination é ter o AXT-32-1024 como o ponto ideal para uma GPU móvel premium. As duas configurações maiores podem ser usadas em dispositivos como Chromebooks ou servidores, por exemplo. O AXT-48-1536 ainda é concebido pela Imagination para atuar como uma alternativa maior de GPU móvel premium, enquanto o AXT-64-2048 é uma GPU muito maior que a Imagination poderia criar se os usuários estivessem interessados isto.
O novo GPU IP contém muitas mudanças: 4x mais ALUs, arquitetura de 128 larguras e muito mais. AnandTech cobriu a nova tecnologia da série A detalhadamente, por isso os leitores devem conferir a cobertura da publicação.
Uma arquitetura em série - Outlook
A perspectiva da arquitetura da série A da Imagination parece ótima. Aparentemente, a GPU AXT-32-1024 será muito mais rápida do que os designs da próxima geração, como GPU Adreno da Qualcomm no Snapdragon 865 e até GPU personalizada da Apple, para não falar do Mali-G77. A imaginação também tem tudo sob controle quando se trata de PPA, com a empresa notando o problema existente onde o As GPUs do Mali têm o mesmo desempenho das GPUs Adreno da Qualcomm, ao mesmo tempo que ocupam 184% da área de silício, levando a menor PPA. A eficiência energética também deve ser ótima.
O roteiro de GPU da Imagination também é muito agressivo. Em 2020, a arquitetura da série A será sucedida pela arquitetura da série B com 30% de desempenho melhorias, que por sua vez serão sucedidas com as séries C e D em 2021 e 2022 com desempenho anual de 30% melhorias. O mercado de GPU móvel desistiu em grande parte desse nível de avanços geracionais. A Imagination também planeja ter o ray tracing habilitado na próxima arquitetura de GPU.
Em termos de vitórias em design, é uma mistura. A Qualcomm não licenciará esta arquitetura, e a grande maioria dos telefones Android do mundo usa SoCs da Qualcomm. Samsung já fechou parceria com AMD para uso de seu Radeon IP em futuros SoCs Exynos. Os dois principais fornecedores restantes são o HiSilicon Group da Huawei e a MediaTek, que atualmente usam GPUs do Mali da ARM. Como a MediaTek já usou GPUs PowerVR, é uma possibilidade de que a empresa volte para o Imagination do ARM em futuros SoCs. A empresa já anunciou um SoC carro-chefe para dispositivos 2020 na forma do Dimensity 1000.
O anúncio da nova arquitetura da série A pela Imagination era muito necessário no mercado de GPU móvel. Se tudo der certo, o mercado de GPU móvel agora será muito mais competitivo em termos de GPUs licenciadas que podem ser usadas por vários fornecedores.
Através da: AnandTech