Spoločnosť Imagination Technologies oznámila novú architektúru GPU série A. Spoločnosť tvrdí, že ide o najrýchlejšiu IP GPU na trhu.
Trhu mobilných GPU v súčasnosti dominujú vlastné GPU Adreno od Qualcommu a GPU Mali od ARM. V minulosti však bola situácia iná. Na trhu mobilných GPU bolo o niečo viac konkurentov, čo pomohlo zvýšiť konkurencieschopnosť v tomto odvetví. Najmä Imagination Technologies bola jedným z hlavných hráčov v tomto odvetví. Spoločnosť so sídlom v Spojenom kráľovstve stále zostáva jedným z lídrov v oblasti mobilných GPU vďaka dodávateľom licencujú svoje technológie GPU, ale vlastné GPU značky PowerVR sa nachádzajú vo veľmi malom počte produktov dni. V minulosti používala spoločnosť Apple jej špičkové mobilné GPU vo svojich SoC série A až do Apple A10 v roku 2016. Jeho GPU nižšej a strednej triedy na druhej strane používajú spoločnosti ako MediaTek, Rockchip atď. Teraz je spoločnosť Imagination Technologies späť s uvedením hlavnej architektúry GPU v podobe novej architektúry série A. Spoločnosť to označuje za svoje najdôležitejšie oznámenie o GPU za posledných 15 rokov a propaguje nové GPU ako s najrýchlejšou IP GPU na svete.
Ak sa chcete dozvedieť, ako to ovplyvňuje trh s mobilnými GPU, poďme sa ponoriť do pozadia spoločnosti a zistiť, ako sa hodí na trh mobilných GPU.
Imagination Technologies - Background
Imagination Technologies je historicky jedným z lídrov na trhu mobilných GPU, keďže funguje už od 90. rokov minulého storočia. Spoločnosť vlastní niekoľko patentov IP GPU, čo znamená, že predajcovia SoC jej musia platiť licenčné poplatky. Jeho technológia odloženého vykresľovania na báze dlaždíc (TBDR) je dobrým príkladom. Značka PowerVR GPU konkurovala GPU Qualcomm Adreno a GPU Mali ARM, ale po zatvorení Texas Instruments v roku 2012 bol jediným držiteľom licencie spoločnosti na high-end spoločnosť Apple.
Apple a Imagination boli prepojené až do roku 2017, pretože Imagination dokonca vytvoril prispôsobené verzie svojich GPU PowerVR pre iPhone a iPad. Apple potvrdil, že v marci 2016 diskutoval s Imagination o akvizícii spoločnosti, ale nedošlo k žiadnej dohode. V apríli 2017 spoločnosť Imagination oznámila, že spoločnosť Apple oznámila spoločnosti, že v priebehu 15 až 18 mesiacov prechádza na vlastné GPU. ďaleko od GPU PowerVR od Imagination. O pár mesiacov neskôr Imagination urobilo šokujúce vyhlásenie: pripravovalo sa na to predaj a jeho trhová kapitalizácia sa v krátkom čase výrazne znížila, pretože jeho najväčší zákazník prestal používať jeho technológie. Imagination kúpila v septembri 2017 Canyon Ridge, kalifornská akciová spoločnosť s čínskymi investormi. Prinajmenšom bol vývoj prekvapivý.
V tom istom mesiaci spoločnosť Apple uviedla na trh A11 SoC spolu s uvedením iPhone 8/iPhone X. A11 mala obsahovať prvý vlastný GPU od Apple. Apple však naďalej platil licenčné poplatky spoločnosti Imagination, pretože vlastný GPU modelu A11 stále používal technológiu GPU spoločnosti Imagination (vrátane TBDR). Podľa AnandTech, Vlastný dizajn GPU od spoločnosti Apple sa bežne považuje za vidličku IP spoločnosti Imagination v roku 2015, ktorú spoločnosť Apple naďalej nezávisle vyvíja vďaka architektonickej licencii. Vzťah medzi Apple a Imagination v týchto dňoch nie je známy a oficiálne GPU architektúra Apple zostáva čiernou skrinkou.
Po akvizícii Canyon Ridge sa Imagination ocitla v pozícii, kedy nemala žiadneho zákazníka pre svoje špičkové GPU. The architektúra spoločnosti PowerVR Rogue si našla cestu k iPhonu a iPadu na vyššej úrovni, ale po A11 už neboli žiadne iné kupujúcich. V segmentoch nižšej a strednej triedy spoločnosť Imagination pokračovala v licencovaní technológie GPU dodávateľom, ako sú MediaTek, Rockchip a Unisoc. Jeho architektúra PowerVR 8XT a 9XTP sa však nedostala do žiadnych prepravných produktov. V skutočnosti spoločnosť MediaTek migrovala z používania GPU PowerVR na používanie GPU Mali od ARM. Napríklad, Helio P90 použil Imagination PowerVR GM9446 GPU (ktorý bol založený na staršej Rogue architektúre), ale MediaTek potom prešiel na ARM Mali-G76MC4 GPU v Helio G90T.
Medzitým sa samotné GPU Mali od ARM ukázali ako nekonkurencieschopné na trhu mobilných GPU, pretože mali nižší výkon PPA (výkon na plochu) v porovnaní s vlastnými GPU Adreno od Qualcommu, ktoré si prispôsobujú IP GPU, a nedávno s vlastnými GPU od Apple. Mali-G71 od ARM a Mali-G72 trpel nižším výkonom a energetickou účinnosťou v porovnaní s vtedajšími GPU Adreno. Kým Mali-G76 bolo solídne zlepšenie, stále to nestačilo na to, aby Qualcomm prevzal korunu výkonu a efektívnosti mobilného GPU na trhu Android.
Qualcomm bol na dobrom mieste na trhu Android GPU, pretože jeho GPU mali najlepší výkon vo svojej triede, ale na širšom trhu SoC sa ocitlo porazené vlastnými GPU od Apple. The vlastné GPU v Apple A11, A12 a A13 SoC sú výrazne rýchlejšie ako Adreno 540, Adreno 630 a Adreno 640 v Snapdragon 835, Snapdragon 845 a Snapdragon 855 resp. Zrazu mal Apple veľký náskok vo výkone mobilných GPU, keď Qualcomm odstúpil na druhé miesto. GPU Mali od ARM boli trochu pozadu, pokiaľ ide o PPA, ako aj energetickú účinnosť.
V máji tohto roku sa ARM pustil do nápravy deficitu výkonnosti a efektívnosti oznámením Mali-G77 s novou architektúrou GPU Valhall so 40% zlepšením výkonu. GPU zaznamenal prvé dve víťazstvá v dizajne v podobe Samsungu Exynos 990 a MediaTek Rozmer 1000 SoCs.
Od polovice roku 2019 trh s mobilnými GPU odrážal skutočnosť, že vlastné GPU vyvinuté spoločnosťami Apple a Qualcomm boli lepšie ako licencované GPU od spoločností ARM a Imagination. Pokiaľ ide o hospodársku súťaž, je to zlá vec pre odvetvie, pretože pôsobí ako prekážka hospodárskej súťaže, ak je licencovaná IP nižšia ako vlastná IP, ktorá nebude licencovaná žiadnemu predajcovi SoC tretej strany. Samsung to vie a spoločnosť to už vie zaviazala sa licencovať IP GPU od AMD v budúcich SoC Exynos (spustenie je naplánované na dva roky).
Tvárou v tvár týmto pozadím bola pripravená scéna pre najdôležitejšie vyhlásenie Imagination za posledných 15 rokov.
Séria GPU AXT, AXM a AX
Spoločnosť Imagination oznámila svoju novú architektúru GPU série A s tvrdením, že má najrýchlejšiu IP GPU, aká bola kedy vytvorená. Je to veľký nárok. Cieľom spoločnosti je ukázať, že architektúra je lepšia ako vlastné GPU vyrobené spoločnosťami Apple a Qualcomm. Imagination chce v podstate urobiť licencované GPU opäť životaschopnými a poskytnúť lepšiu alternatívu ako GPU Mali od ARM.
Architektúra série A je architektúra GPU 10. generácie spoločnosti Imagination. Pozostáva z troch kategórií GPU: produktové rady XE, XM a XT, ktoré označujú segmenty nižšej, strednej a vyššej triedy. Značka PowerVR sa už nepoužíva na opis architektúry, pretože ju spoločnosť teraz používa na opis technológie TBDR. Najrýchlejšia IP adresa GPU sa vzťahuje na produktový rad XT, pretože je určený ako prémiový rad mobilných GPU.
Imagination tvrdí, že architektúra GPU série A je 2,5x rýchlejšia ako predchádzajúca generácia GPU Imagination série 9 v porovnaní oblasti ISO a procesných uzlov. Imagination neporovnáva sériu A s radmi 8XT alebo 9XT, pretože neexistujú žiadne verejne dostupné produkty, ktoré by tieto série GPU používali. AnandTech poznamenáva, že údaje sú pravdepodobne založené na GPU GM9446 Helio P90, čo je GPU série Rogue 9XM.
Séria A má 4x viac ALU ako 9XM Rogue GPU. Hovorí sa, že má 8x rýchlejší výkon AI. Nakoniec Imagination hovorí, že architektúra série A využíva o 60 % nižší výkon na podobný výkon.
Nová architektúra série A je použiteľná pre štyri konfigurácie v sérii XT a jednu konfiguráciu XM. Séria XE v skutočnosti nie je založená na novej architektúre, pretože je pokračovaním Rogue. AXT-64-2048 je vlajková loď GPU s výkonom 2,0 TFLOPS, rýchlosťou plnenia 64 gigapixelov/s a výkonom 8 TOP AI. Na druhej strane sa o AXT-32-1024 hovorí, že ide o prémiové mobilné GPU s 1 TFLOPS, 32 gigapixelmi/s rýchlosťou plnenia a 4 TOP výkonu AI. Ďalšie dve konfigurácie sú AXT-48-1536 a AXT-16-512, zatiaľ čo séria AXM má AXM-8-256, ktorý je dimenzovaný na 256 GFLOPS, rýchlosť plnenia 8 gigapixelov/s a 1 TOP AI. výkon.
Pokiaľ ide o mobilné GPU, plánom Imagination je mať AXT-32-1024 ako sladkú bodku pre prémiový mobilný GPU. Väčšie dve konfigurácie možno použiť v zariadeniach, ako sú napríklad Chromebooky alebo servery. AXT-48-1536 je stále predstavou spoločnosti Imagination, aby fungoval ako alternatívny väčší prémiový mobilný GPU, zatiaľ čo AXT-64-2048 je oveľa väčší GPU, ktorý by Imagination mohol vytvoriť, ak by oň mali používatelia záujem to.
Nová IP adresa GPU obsahuje veľa zmien: 4x viac ALU, 128-širokú architektúru a oveľa viac. AnandTech zastrešila novú technológiu série A podrobne, takže čitatelia by si mali pozrieť pokrytie publikácie.
Architektúra série - Outlook
Výhľad architektúry série A od Imagination vyzerá skvele. Na prvý pohľad bude GPU AXT-32-1024 oveľa rýchlejší ako dokonca aj dizajny novej generácie, ako napr. GPU Adreno od Qualcommu v Snapdragon 865 a dokonca aj vlastný GPU od Apple, nehovoriac o Mali-G77. Predstavivosť má svoje opodstatnenie, pokiaľ ide o PPA, pričom spoločnosť upozorňuje na existujúci problém Mali GPU majú rovnaký výkon ako Qualcomm Adreno GPU, pričom zaberajú 184 % plochy kremíka, čo vedie k nižšej PPA. Energetická účinnosť by mala byť tiež skvelá.
Plán GPU spoločnosti Imagination je tiež veľmi agresívny. V roku 2020 bude architektúra série A nahradená architektúrou série B s výkonom 30 %. vylepšenia, ktoré budú v rokoch 2021 a 2022 úspešné s radom C a D s ročným výkonom 30 % vylepšenia. Trh s mobilnými GPU do značnej miery rezignoval na túto úroveň generačných pokrokov. Imagination tiež plánuje povoliť sledovanie lúčov v ďalšej architektúre GPU.
Z hľadiska dizajnu víťazí, je to zmiešaná taška. Qualcomm nebude licencovať túto architektúru a drvivá väčšina svetových telefónov s Androidom používa Qualcomm SoC. Samsung už podpísal partnerstvo s AMD na používanie jeho Radeonu IP v budúcich Exynos SoC. Dvaja hlavní dodávatelia sú Huawei HiSilicon Group a MediaTek, ktorí v súčasnosti používajú GPU Mali od ARM. Keďže MediaTek predtým používal GPU PowerVR, je možné, že sa spoločnosť v budúcich SoC vráti späť k Imagination z ARM. Spoločnosť už oznámila vlajkovú loď SoC pre zariadenia do roku 2020 vo forme Dimensity 1000.
Ohlásenie novej architektúry série A od spoločnosti Imagination bolo na trhu mobilných GPU veľmi potrebné. Ak sa to všetko odohrá, trh s mobilnými GPU je teraz oveľa konkurencieschopnejší, pokiaľ ide o licencované GPU, ktoré môžu používať viacerí predajcovia.
Cez: AnandTech