Imagination Technologies ได้ประกาศสถาปัตยกรรม GPU ซีรีส์ A ใหม่ บริษัทอ้างว่าเป็น GPU IP ที่เร็วที่สุดในตลาด
ตลาด GPU บนมือถือในปัจจุบันถูกครอบงำโดย Adreno GPU แบบกำหนดเองของ Qualcomm และ Mali GPU ของ ARM อย่างไรก็ตาม ในอดีต สถานการณ์แตกต่างออกไป มีคู่แข่งอีกสองสามรายในตลาด GPU มือถือซึ่งช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Imagination Technologies เป็นหนึ่งในผู้เล่นรายสำคัญของอุตสาหกรรม บริษัทซึ่งตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักรยังคงเป็นหนึ่งในผู้นำในด้าน GPU มือถือ ต้องขอบคุณผู้จำหน่าย การออกใบอนุญาตเทคโนโลยี GPU แต่ GPU ที่มีตราสินค้า PowerVR ของตัวเองนั้นพบได้ในผลิตภัณฑ์น้อยมาก วัน ในอดีต Apple ใช้ GPU มือถือระดับไฮเอนด์ใน SoC ซีรีส์ A ของบริษัท จนถึง Apple A10 ในปี 2559 ในทางกลับกัน GPU ระดับล่างและระดับกลางนั้นถูกใช้โดยบริษัทต่างๆ เช่น MediaTek, Rockchip เป็นต้น ตอนนี้ Imagination Technologies กลับมาพร้อมกับการเปิดตัวสถาปัตยกรรม GPU ที่สำคัญในรูปแบบของสถาปัตยกรรม A series ใหม่ บริษัทเรียกสิ่งนี้ว่าการประกาศเปิดตัว GPU ที่สำคัญที่สุดในรอบ 15 ปี และกำลังส่งเสริม GPU ใหม่ให้มี IP GPU ที่เร็วที่สุดในโลก
หากต้องการเรียนรู้ว่าสิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างไรต่อตลาด GPU บนมือถือ เราจะมาเจาะลึกความเป็นมาของบริษัทและดูว่ามันจะเข้ากับตลาด GPU บนมือถือได้อย่างไร
เทคโนโลยีจินตนาการ - ความเป็นมา
Imagination Technologies เป็นหนึ่งในผู้นำในตลาด GPU มือถือในอดีต โดยเริ่มดำเนินการมาตั้งแต่ปี 1990 บริษัทเป็นเจ้าของสิทธิบัตร GPU IP จำนวนหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าผู้จำหน่าย SoC จะต้องชำระค่าธรรมเนียมใบอนุญาต เทคโนโลยีการเรนเดอร์แบบเลื่อนตามไทล์ (TBDR) เป็นตัวอย่างที่ดี GPU แบรนด์ PowerVR แข่งขันกับ Adreno GPU ของ Qualcomm และ Mali GPU ของ ARM แต่หลังจากที่ Texas Instruments ปิดตัวลงในปี 2012 ผู้ได้รับใบอนุญาตเพียงรายเดียวของบริษัทในระดับระดับไฮเอนด์ก็คือ Apple
Apple และ Imagination เชื่อมโยงกันจนถึงปี 2017 เนื่องจาก Imagination ยังสร้าง PowerVR GPU เวอร์ชันปรับแต่งสำหรับ iPhone และ iPad อีกด้วย Apple ยืนยันว่ากำลังหารือกับ Imagination เพื่อซื้อบริษัทในเดือนมีนาคม 2016 แต่ไม่มีข้อตกลงใดๆ ในเดือนเมษายน ปี 2017 Imagination ประกาศว่า Apple ได้บอกกับบริษัทว่าจะเปลี่ยนไปใช้ GPU แบบกำหนดเองภายใน 15-18 เดือน ห่างจาก PowerVR GPU ของ Imagination สองสามเดือนต่อมา Imagination ได้ประกาศเรื่องที่น่าตกใจ: มันกำลังเตรียมตัวให้พร้อม การขายและมูลค่าตลาดลดลงอย่างมากในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากลูกค้ารายใหญ่ที่สุดเลิกใช้ เทคโนโลยี. Imagination ถูกซื้อเมื่อเดือนกันยายน 2017 โดย Canyon Ridge ซึ่งเป็นบริษัททุนในแคลิฟอร์เนียที่มีนักลงทุนชาวจีน อย่างน้อยที่สุด การพัฒนาก็น่าประหลาดใจ
ในเดือนเดียวกันนั้น Apple ได้เปิดตัว A11 SoC ควบคู่ไปกับการเปิดตัว iPhone 8/iPhone X A11 ได้รับการกล่าวขานว่ามี GPU แบบกำหนดเองตัวแรกของ Apple อย่างไรก็ตาม Apple ยังคงจ่ายค่าธรรมเนียมใบอนุญาตให้กับ Imagination เนื่องจาก GPU แบบกำหนดเองของ A11 ยังคงใช้เทคโนโลยี GPU ของ Imagination (รวมถึง TBDR) ตาม อานันท์เทคโดยทั่วไปแล้ว การออกแบบ GPU แบบกำหนดเองของ Apple ถือเป็นทางแยกของ IP ของ Imagination ในปี 2015 ซึ่ง Apple ยังคงพัฒนาต่อไปอย่างเป็นอิสระด้วยใบอนุญาตทางสถาปัตยกรรม ความสัมพันธ์ระหว่าง Apple และ Imagination ในปัจจุบันยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด และสถาปัตยกรรม GPU แบบกำหนดเองของ Apple อย่างเป็นทางการยังคงเป็นกล่องดำ
หลังจากที่ Canyon Ridge เข้าซื้อกิจการ Imagination ก็พบว่าตัวเองอยู่ในตำแหน่งที่ไม่มีลูกค้าสำหรับ GPU ระดับไฮเอนด์ ที่ สถาปัตยกรรม PowerVR Rogue ของบริษัทได้มาถึง iPhone และ iPad ในระดับบนแล้ว แต่หลังจาก A11 ก็ไม่มีใครอื่นอีกแล้ว ผู้ซื้อ ในกลุ่มระดับล่างและระดับกลาง Imagination ยังคงให้สิทธิ์การใช้งานเทคโนโลยี GPU แก่ผู้จำหน่าย เช่น MediaTek, Rockchip และ Unisoc สถาปัตยกรรม PowerVR 8XT และ 9XTP ไม่ได้นำไปใช้กับผลิตภัณฑ์จัดส่งใดๆ ในความเป็นจริง MediaTek ได้ย้ายจากการใช้ PowerVR GPU ไปใช้ Mali GPU ของ ARM ตัวอย่างเช่น เฮลิโอ P90 ใช้ GPU PowerVR GM9446 ของ Imagination (ซึ่งใช้สถาปัตยกรรม Rogue รุ่นเก่า) แต่ MediaTek ก็ย้ายไปที่ GPU Mali-G76MC4 ของ ARM ใน เฮลิโอ G90T.
ในขณะเดียวกัน Mali GPU ของ ARM เองก็พิสูจน์ได้ว่าไม่มีการแข่งขันในตลาด GPU มือถือเนื่องจากมี PPA (ประสิทธิภาพ) ต่ำกว่า ต่อพื้นที่) เมื่อเปรียบเทียบกับ Adreno GPU แบบกำหนดเองของ Qualcomm ที่ IP ของ GPU แบบกำหนดเอง และล่าสุดคือ GPU แบบกำหนดเองของ Apple Mali-G71 ของ ARM และ มาลี-G72 ได้รับความเดือดร้อนจากประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ Adreno GPU ในเวลานั้น ในขณะที่ มาลี-G76 เป็นการปรับปรุงที่แข็งแกร่ง แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะนำประสิทธิภาพ GPU บนมือถือและประสิทธิภาพมาสู่ตลาด Android จาก Qualcomm
Qualcomm อยู่ในตำแหน่งที่ดีในตลาด Android GPU เนื่องจาก GPU ของตนมีประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในระดับเดียวกัน แต่ในตลาด SoC ที่กว้างกว่านั้น ก็พบว่าตัวเองถูกเอาชนะโดย GPU แบบกำหนดเองของ Apple ที่ GPU แบบกำหนดเองใน Apple A11, A12 และ A13 SoCs นั้นเร็วกว่า Adreno 540, Adreno 630 และ Adreno 640 ใน Snapdragon 835, Snapdragon 845 และ Snapdragon 855 อย่างมาก ตามลำดับ ทันใดนั้น Apple ก็เป็นผู้นำอย่างมากในด้านประสิทธิภาพ GPU บนมือถือ โดยที่ Qualcomm ตกชั้นไปอยู่อันดับสอง Mali GPU ของ ARM นั้นล้าหลังในแง่ของ PPA และประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ในเดือนพฤษภาคมปีนี้ ARM ได้เริ่มแก้ไขประสิทธิภาพและการขาดดุลประสิทธิภาพโดยการประกาศ Mali-G77 พร้อมสถาปัตยกรรม Valhall GPU ใหม่ ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพ 40% GPU ได้รับชัยชนะในการออกแบบสองครั้งแรกในรูปแบบของ Samsung เอ็กซิโนส 990 และ MediaTek มิติ 1000 SoC
ในช่วงกลางปี 2019 ตลาด GPU บนมือถือสะท้อนให้เห็นถึงความจริงที่ว่า GPU แบบกำหนดเองที่พัฒนาโดย Apple และ Qualcomm นั้นดีกว่า GPU ที่ได้รับอนุญาตจาก ARM และ Imagination ในแง่ของการแข่งขัน นี่ถือเป็นสิ่งเลวร้ายสำหรับอุตสาหกรรม เนื่องจากจะทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการแข่งขัน หาก IP ที่ได้รับอนุญาตนั้นด้อยกว่า IP แบบกำหนดเองที่จะไม่ได้รับอนุญาตจากผู้จำหน่าย SoC บุคคลที่สาม Samsung รู้เรื่องนี้และบริษัทก็ทราบแล้ว มุ่งมั่นที่จะออกใบอนุญาต GPU IP ของ AMD ในอนาคต Exynos SoCs (กำหนดเปิดตัวในอีกสองปีข้างหน้า)
เมื่อเผชิญกับภูมิหลังเช่นนี้ เวทีจึงถูกกำหนดไว้สำหรับการประกาศครั้งสำคัญของ Imagination ในรอบ 15 ปี
GPU ซีรีส์ AXT, AXM และ AX
Imagination ได้ประกาศสถาปัตยกรรม GPU A-series ใหม่ โดยอ้างว่ามี GPU IP ที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา มันเป็นข้อเรียกร้องที่ยิ่งใหญ่ เป้าหมายของบริษัทคือการแสดงให้เห็นว่าสถาปัตยกรรมดีกว่า GPU แบบกำหนดเองที่ผลิตโดย Apple และ Qualcomm โดยพื้นฐานแล้ว Imagination ต้องการทำให้ GPU ที่มีลิขสิทธิ์สามารถทำงานได้อีกครั้ง และมอบทางเลือกที่ดีกว่า Mali GPU ของ ARM
สถาปัตยกรรมซีรีส์ A คือสถาปัตยกรรม GPU รุ่นที่ 10 ของ Imagination ประกอบด้วย GPU สามประเภท: กลุ่มผลิตภัณฑ์ XE, XM และ XT ซึ่งหมายถึงกลุ่มผลิตภัณฑ์ระดับล่าง ระดับกลาง และระดับสูง ตราสินค้า PowerVR ไม่ได้ใช้เพื่ออธิบายสถาปัตยกรรมอีกต่อไป เนื่องจากขณะนี้บริษัทใช้เพื่ออธิบายเทคโนโลยี TBDR การอ้างสิทธิ์ IP GPU ที่เร็วที่สุดใช้กับกลุ่มผลิตภัณฑ์ XT เนื่องจากได้รับการออกแบบให้เป็น GPU แบบพกพาระดับพรีเมียม
สถาปัตยกรรม GPU ซีรีส์ A ได้รับการอ้างสิทธิ์โดย Imagination ว่าเร็วกว่า GPU Series 9 รุ่นก่อนหน้าของ Imagination ถึง 2.5 เท่า ในพื้นที่ ISO และการเปรียบเทียบโหนดกระบวนการ จินตนาการไม่ได้เปรียบเทียบ A series กับ 8XT หรือ 9XT เนื่องจากไม่มีผลิตภัณฑ์ที่เปิดเผยต่อสาธารณะที่ใช้ GPU series เหล่านั้น อานันท์เทค โปรดทราบว่าข้อมูลดังกล่าวน่าจะอิงตาม GPU GM9446 ของ Helio P90 ซึ่งเป็น GPU ซีรีส์ 9XM ที่ใช้ Rogue
ซีรีส์ A มี ALU มากกว่า 4 เท่า เหนือกว่า 9XM Rogue GPU ว่ากันว่ามีประสิทธิภาพ AI เร็วขึ้น 8 เท่า สุดท้ายนี้ Imagination กล่าวว่าสถาปัตยกรรม A series ใช้พลังงานลดลง 60% เพื่อประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกัน
สถาปัตยกรรมซีรีส์ A ใหม่ใช้ได้กับการกำหนดค่าสี่แบบในซีรีส์ XT และการกำหนดค่า XM หนึ่งรายการ ซีรีส์ XE ไม่ได้มีพื้นฐานมาจากสถาปัตยกรรมใหม่จริงๆ เนื่องจากเป็นภาคต่อของ Rogue AXT-64-2048 เป็น GPU ระดับเรือธงที่มี 2.0 TFLOPS, อัตราการส่ง 64 กิกะพิกเซล/วินาที และประสิทธิภาพ AI 8 TOPS ในทางกลับกัน AXT-32-1024 กล่าวกันว่าเป็น GPU มือถือระดับพรีเมียมที่มี 1 TFLOPS, อัตราการส่ง 32 Gigapixel/s และประสิทธิภาพ AI 4 TOPS อีกสองการกำหนดค่าคือ AXT-48-1536 และ AXT-16-512 ในขณะที่ซีรีส์ AXM มี AXM-8-256 ซึ่งได้รับการจัดอันดับสำหรับ 256 GFLOPS, อัตราการเติม 8 กิกะพิกเซล/วินาที และ 1 TOP ของ AI ผลงาน.
ในแง่ของ GPU มือถือ แผนของ Imagination คือการใช้ AXT-32-1024 เป็นจุดที่น่าสนใจสำหรับ GPU มือถือระดับพรีเมียม การกำหนดค่าที่ใหญ่กว่าสองแบบสามารถใช้ได้ในอุปกรณ์ เช่น Chromebook หรือเซิร์ฟเวอร์ เป็นต้น AXT-48-1536 ยังคงจินตนาการโดย Imagination เพื่อทำหน้าที่เป็น GPU มือถือระดับพรีเมียมที่ใหญ่กว่าอีกทางเลือกหนึ่ง ในขณะที่ AXT-64-2048 นั้นเป็น GPU ที่ใหญ่กว่ามากที่ Imagination สามารถสร้างได้หากผู้ใช้สนใจ มัน.
GPU IP ใหม่มีการเปลี่ยนแปลงมากมาย: ALU เพิ่มขึ้น 4 เท่า สถาปัตยกรรมกว้าง 128 และอื่นๆ อีกมากมาย อานันท์เทค ได้ครอบคลุมเทคโนโลยี A series ใหม่ อย่างละเอียด ดังนั้น ผู้อ่านควรตรวจสอบความครอบคลุมของสิ่งพิมพ์
สถาปัตยกรรมซีรีส์ - Outlook
มุมมองของสถาปัตยกรรม A series ของ Imagination ดูดีมาก เมื่อมองจากภายนอก GPU AXT-32-1024 จะเร็วกว่าการออกแบบรุ่นต่อไปมาก เช่น Adreno GPU ของ Qualcomm ใน Snapdragon 865 และแม้แต่ GPU แบบกำหนดเองของ Apple ไม่ต้องพูดอะไรเลย มาลี-G77. จินตนาการยังครอบคลุมถึงเรื่อง PPA โดยบริษัทสังเกตเห็นปัญหาที่มีอยู่ตรงที่ Mali GPU มีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับ Adreno GPU ของ Qualcomm ในขณะที่ใช้พื้นที่ซิลิกอนถึง 184% ซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า สัญญาซื้อขายไฟฟ้า ประสิทธิภาพการใช้พลังงานควรจะดีเช่นกัน
แผนงาน GPU ของ Imagination นั้นเข้มงวดมากเช่นกัน ในปี 2020 สถาปัตยกรรมซีรีส์ A จะเข้ามาแทนที่สถาปัตยกรรมซีรีส์ B ที่มีประสิทธิภาพ 30% การปรับปรุงซึ่งจะประสบความสำเร็จกับซีรีส์ C และ D ในปี 2564 และ 2565 ด้วยประสิทธิภาพ 30% ต่อปี การปรับปรุง ตลาด GPU บนมือถือได้ละทิ้งความก้าวหน้าในระดับนี้ไปมาก จินตนาการยังวางแผนที่จะเปิดใช้งานการติดตามรังสีในสถาปัตยกรรม GPU ถัดไป
ในแง่ของชัยชนะด้านการออกแบบ มันเป็นกระเป๋าแบบผสม Qualcomm จะไม่ออกใบอนุญาตสถาปัตยกรรมนี้ และโทรศัพท์ Android ส่วนใหญ่ของโลกใช้ Qualcomm SoC Samsung ได้ลงนามความร่วมมือกับ AMD เพื่อใช้ Radeon แล้ว IP ใน Exynos SoCs ในอนาคต ผู้จัดจำหน่ายรายใหญ่สองรายที่เหลืออยู่คือ HiSilicon Group ของ Huawei และ MediaTek ซึ่งทั้งสองรายใช้ Mali GPU ของ ARM ในปัจจุบัน เนื่องจาก MediaTek เคยใช้ PowerVR GPU มาก่อน มีความเป็นไปได้ที่บริษัทจะย้ายกลับไปใช้ Imagination จาก ARM ใน SoC ในอนาคต บริษัทได้ประกาศ SoC ระดับเรือธงสำหรับอุปกรณ์ปี 2020 ในรูปแบบของ Dimensity 1000.
การประกาศของ Imagination เกี่ยวกับสถาปัตยกรรม A series ใหม่มีความจำเป็นอย่างมากในตลาด GPU มือถือ หากทุกอย่างผ่านไปแล้ว ตลาด GPU บนมือถือก็มีการแข่งขันกันมากขึ้นในแง่ของ GPU ลิขสิทธิ์ที่ผู้จำหน่ายหลายรายสามารถใช้ได้
ทาง: อานันท์เทค