Imagination Technologies анонсувала нову архітектуру GPU серії A. Компанія стверджує, що це найшвидший GPU IP на ринку.
Сьогодні на ринку мобільних графічних процесорів домінують спеціальні графічні процесори Adreno від Qualcomm і графічні процесори Mali від ARM. Однак у минулому ситуація була іншою. На ринку мобільних GPU з’явилося трохи більше конкурентів, що допомогло підвищити конкурентоспроможність у галузі. Imagination Technologies, зокрема, була одним із головних гравців галузі. Британська компанія все ще залишається одним із лідерів у сфері мобільних GPU завдяки постачальникам ліцензує свої технології графічного процесора, але його власні графічні процесори під брендом PowerVR зустрічаються в дуже небагатьох продуктах днів. У минулому її високоякісні мобільні графічні процесори Apple використовували в своїх SoC серії A, аж до Apple A10 у 2016 році. Його графічні процесори низького та середнього класу, з іншого боку, використовуються такими компаніями, як MediaTek, Rockchip тощо. Тепер Imagination Technologies повертається із запуском великої архітектури GPU у формі нової архітектури серії A. Компанія називає це своїм найважливішим оголошенням про графічні процесори за 15 років і рекламує нові графічні процесори як такі, що мають найшвидший у світі IP GPU.
Щоб дізнатися, як це впливає на ринок мобільних графічних процесорів, давайте заглибимося в передісторію компанії та побачимо, як вона вписується в ринок мобільних графічних процесорів.
Технології уяви - фон
Imagination Technologies історично є одним із лідерів на ринку мобільних GPU, оскільки працює з 1990-х років. Компанія володіє низкою патентів на інтелектуальну власність GPU, що означає, що постачальники SoC повинні платити їй ліцензійні збори. Хорошим прикладом є його технологія відкладеного візуалізації на основі фрагментів (TBDR). Торгова марка графічних процесорів PowerVR конкурувала з графічними процесорами Adreno від Qualcomm і графічними процесорами Mali від ARM, але після закриття Texas Instruments у 2012 році єдиним ліцензіатом компанії на високому рівні була Apple.
Apple і Imagination були пов’язані до 2017 року, оскільки Imagination навіть створила індивідуальні версії своїх графічних процесорів PowerVR для iPhone та iPad. Apple підтвердила, що вела переговори з Imagination про придбання компанії в березні 2016 року, але угоди не було. У квітні 2017 року Imagination оголосила, що Apple повідомила компанії, що переходить на спеціальні графічні процесори протягом 15-18 місяців, переходячи від графічних процесорів PowerVR від Imagination. Через пару місяців Imagination зробила шокуючу заяву: вона виставляла себе за продажу, і його ринкова капіталізація була значно скорочена за короткий час, оскільки його найбільший клієнт відмовився від його використання технології. Imagination була куплена у вересні 2017 року Canyon Ridge, каліфорнійською інвестиційною компанією з китайськими інвесторами. М’яко кажучи, розвиток подій був несподіваним.
У тому ж місяці Apple випустила A11 SoC разом із запуском iPhone 8/iPhone X. Кажуть, що A11 містить перший власний графічний процесор Apple. Однак Apple продовжувала сплачувати ліцензійні збори Imagination, оскільки спеціальний GPU A11 все ще використовував технологію GPU Imagination (включаючи TBDR). Відповідно до AnandTech, нестандартний дизайн графічного процесора Apple зазвичай вважається розгалуженням IP Imagination у 2015 році, який Apple продовжує самостійно розробляти завдяки ліцензії на архітектуру. Відносини між Apple і Imagination на сьогоднішній день невідомі, і офіційно користувальницька архітектура графічного процесора Apple залишається чорною скринькою.
Будучи придбаною компанією Canyon Ridge, Imagination опинилася в становищі, коли у неї не було клієнтів для її висококласних графічних процесорів. The архітектура компанії PowerVR Rogue знайшла свій шлях до iPhone та iPad у високому класі, але після A11 не було інших покупці. У нижньому та середньому сегментах Imagination продовжувала ліцензувати технологію GPU таким постачальникам, як MediaTek, Rockchip і Unisoc. Однак його архітектура PowerVR 8XT і 9XTP не потрапила до жодного продукту для доставки. Насправді MediaTek перейшла від графічних процесорів PowerVR до графічних процесорів Mali від ARM. Наприклад, Helio P90 використовував графічний процесор PowerVR GM9446 від Imagination (який базувався на старішій архітектурі Rogue), але потім MediaTek перейшов на графічний процесор Mali-G76MC4 від ARM у Helio G90T.
Тим часом самі графічні процесори Mali від ARM виявилися неконкурентоспроможними на ринку мобільних графічних процесорів, оскільки мали нижчий PPA (продуктивність). на область) у порівнянні з користувальницькими графічними процесорами Adreno від Qualcomm, користувальницькими IP-адресами графічних процесорів, а нещодавно — із користувальницькими графічними процесорами Apple. Mali-G71 і ARM Малі-G72 страждав від гіршої продуктивності та енергоефективності порівняно з графічними процесорами Adreno того часу. У той час як Малі-G76 було суттєвим покращенням, але цього все одно було недостатньо, щоб отримати від Qualcomm корону продуктивності та ефективності мобільного GPU на ринку Android.
Qualcomm була в хорошому місці на ринку графічних процесорів Android, оскільки її графічні процесори мали найкращу продуктивність у своєму класі, але на більш широкому ринку SoC її побили спеціальні графічні процесори Apple. The Спеціальні графічні процесори в Apple A11, A12 і A13 SoC значно швидші, ніж Adreno 540, Adreno 630 і Adreno 640 у Snapdragon 835, Snapdragon 845 і Snapdragon 855 відповідно. Несподівано Apple отримала велике лідерство в продуктивності мобільного GPU, а Qualcomm відійшла на друге місце. Графічні процесори Mali від ARM дещо відставали з точки зору PPA, а також енергоефективності.
У травні цього року ARM взялася за виправлення дефіциту продуктивності та ефективності, оголосивши про Mali-G77 з новою архітектурою графічного процесора Valhall із покращенням продуктивності на 40%. Графічний процесор отримав свої перші дві дизайнерські перемоги у вигляді Samsung Exynos 990 і MediaTek Dimensity 1000 SoC.
Станом на середину 2019 року ринок мобільних графічних процесорів віддзеркалював реальність того, що спеціальні графічні процесори, розроблені Apple і Qualcomm, були кращими за ліцензовані графічні процесори від ARM і Imagination. З точки зору конкуренції, це погано для галузі, оскільки воно діє як перешкода для конкуренції, якщо ліцензована IP-адреса поступається користувальницькій IP-адресі, яка не буде ліцензована будь-якому сторонньому постачальнику SoC. Samsung це знає, і компанія вже знає зобов’язується ліцензувати IP-адресу GPU AMD у майбутніх SoC Exynos (випуск планується через два роки).
Зважаючи на це, сцена для найважливішого оголошення Imagination за останні 15 років була готова.
Графічні процесори серії AXT, AXM і AX
Imagination анонсувала свою нову архітектуру GPU серії A, яка стверджує, що вона має найшвидший IP-адрес GPU, який будь-коли створювався. Це велика претензія. Мета компанії тут полягає в тому, щоб показати, що архітектура краща, ніж спеціальні графічні процесори Apple і Qualcomm. По суті, Imagination хоче знову зробити ліцензовані графічні процесори життєздатними та надати кращу альтернативу, ніж графічні процесори Mali від ARM.
Архітектура серії A — це архітектура GPU 10-го покоління Imagination. Він складається з трьох категорій графічних процесорів: лінійки продуктів XE, XM і XT, які позначають сегменти низького, середнього та високого класу. Бренд PowerVR більше не використовується для опису архітектури, оскільки тепер компанія використовує його для опису технології TBDR. Заява про найшвидший IP GPU стосується лінійки продуктів XT, оскільки вона призначена як преміальна серія мобільних GPU.
Imagination стверджує, що архітектура графічного процесора серії A у 2,5 рази швидша за графічний процесор серії 9 попереднього покоління Imagination в області ISO та порівнянні вузлів процесу. Уява не порівнює серію A з лінійками 8XT або 9XT, оскільки немає загальнодоступних продуктів, які використовують ці серії GPU. AnandTech зазначає, що дані, ймовірно, базуються на графічному процесорі GM9446 Helio P90, який є графічним процесором серії 9XM на основі Rogue.
Серія A має в 4 рази більше ALU порівняно з графічним процесором 9XM Rogue. Кажуть, що він має у 8 разів швидшу продуктивність ШІ. Нарешті, Imagination каже, що архітектура серії A споживає на 60% менше енергії для аналогічної продуктивності.
Нова архітектура серії A застосовна для чотирьох конфігурацій серії XT і однієї конфігурації XM. Серія XE насправді не базується на новій архітектурі, оскільки є продовженням Rogue. AXT-64-2048 — це флагманський графічний процесор із 2,0 TFLOPS, швидкістю заповнення 64 гігапікселі/с і 8 TOPS продуктивністю ШІ. З іншого боку, AXT-32-1024 вважається мобільним графічним процесором преміум-класу з 1 TFLOPS, швидкістю заповнення 32 гігапікселі/с і 4 TOPS продуктивністю ШІ. Дві інші конфігурації — AXT-48-1536 і AXT-16-512, тоді як серія AXM має AXM-8-256, яка має 256 ГФЛОПС, швидкість заповнення 8 гігапікселів/с і 1 TOP of AI. продуктивність.
Що стосується мобільних графічних процесорів, Imagination планує використовувати AXT-32-1024 як найкраще місце для мобільних графічних процесорів преміум-класу. Дві більші конфігурації можна використовувати, наприклад, у таких пристроях, як Chromebook або серверах. AXT-48-1536 все ще передбачається Imagination як альтернативний більший мобільний графічний процесор преміум-класу, тоді як AXT-64-2048 є набагато більшим графічним процесором, який могла б створити Imagination, якби користувачі були зацікавлені це.
Новий GPU IP містить багато змін: у 4 рази більше ALU, 128-широка архітектура та багато іншого. AnandTech охопив нову технологію серії A детально, тому читачам слід ознайомитися з висвітленням видання.
Архітектура серії - Outlook
Перспектива архітектури серії A Imagination виглядає чудово. На перший погляд, графічний процесор AXT-32-1024 буде набагато швидшим, ніж навіть проекти наступного покоління, такі як Графічний процесор Adreno від Qualcomm у Snapdragon 865 і навіть спеціальний графічний процесор від Apple, не кажучи вже про Малі-G77. Уява також охоплює це, коли справа доходить до PPA, при цьому компанія відзначає існуючу проблему, де Графічні процесори Mali мають таку саму продуктивність, що й графічні процесори Qualcomm Adreno, займаючи 184% площі кремнію, що призводить до меншої PPA. Енергоефективність також має бути великою.
Дорожня карта графічного процесора Imagination також дуже агресивна. У 2020 році на зміну архітектурі серії A прийде архітектура серії B з 30% продуктивністю удосконалення, які, у свою чергу, будуть досягнуті з серіями C і D у 2021 та 2022 роках із щорічною продуктивністю 30% покращення. Ринок мобільних графічних процесорів значною мірою відмовився від цього рівня прогресу поколінь. Imagination також планує ввімкнути трасування променів у наступній архітектурі GPU.
З точки зору дизайнерських переваг, це змішана сумка. Qualcomm не буде ліцензувати цю архітектуру, і переважна більшість телефонів Android у світі використовують процесори Qualcomm SoC. Samsung вже підписала партнерство з AMD щодо використання її Radeon IP у майбутніх SoC Exynos. Двома основними постачальниками залишилися Huawei HiSilicon Group і MediaTek, які наразі використовують графічні процесори Mali від ARM. Оскільки MediaTek раніше використовувала графічні процесори PowerVR, є ймовірність, що компанія повернеться до Imagination від ARM у майбутніх SoC. Компанія вже анонсувала флагманську SoC для пристроїв 2020 року у вигляді Dimensity 1000.
Оголошення Imagination про нову архітектуру серії A було вкрай необхідним на ринку мобільних GPU. Якщо все вдасться, ринок мобільних графічних процесорів тепер набагато більш конкурентний з точки зору ліцензованих графічних процесорів, які можуть використовуватися багатьма постачальниками.
Через: AnandTech