Imagination发布有史以来最强GPU IP,新一代神经网络加速器已向紫光授权

伶轩 1周前 (12-03)

Imagination已与紫光达成最新一代神经网络加速器Power VR Series 3NX IP授权合作。

Imagination刚刚发布了其有史以来最高性能的GPU IP——PowerVR图形处理器架构IMG A系列(IMG A-Series)。

其中AXE专注于提升帧速率,性能速度较上一代提升2.5倍;AXM致力于降低芯片面积;AXT则面向入门级应用,在低功耗方面极具竞争力。

Imagination CEO Ron Black表示,“自15年前我们推出首款移动PowerVR GPU以来,IMG A系列是Imagination历时两年研发而成,也是迄今为止推出的最强大的GPU产品,在所有应用市场中都能拥有长时间、低功耗,以及更低带宽的最佳性能。”

万物皆可用,Imagination发布有史以来最强GPU IP

可应用于一切场景的GPU

Imagination方面介绍称,IMG A系列在设计之初就是奔着“可应用于各种场景的GPU而去的,因此它其实是多种垂直应用领域的终极解决方案,在汽车电子、AIoT、计算、数字电视、移动设备和服务器等设备上均可应用。

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值得一提的是,IMG A系列从多维度实现了性能的可扩展性,可覆盖入门级设备,如每时钟周期处理1像素的组件,到高性能设备,如速度高达每秒2万亿次浮点运算的内核,甚至可以应用到云端,以及多核解决方案。

具体到性能上,与当前正在出货的PowerVR设备相比,IMG A系列在相同的时钟和半导体工艺上,性能提升了2.5倍,机器学习处理速度提升了8倍,且功耗降低了60%。除此之外,与当前可用的其他GPU IP解决方案相比,其架构还具备强大的差异化优势,如支持50%的图像压缩(大多数情况下是无损的,在特别场景中采用视觉无损压缩)。

配置方面,IMG A系列在移动端共提供五种配置:

IMG AXT-64-2048旗舰版,拥有2TFLOPS,64 Gpixels的性能,以及8TOPS的AI性能;

IMG AXT-48-1536,面向高端手机,拥有1.5 TFLOPS,48 Gpixels和6TOPS的性能;

IMG AXT-32-1024,面向高性能移动设备和汽车应用,拥有1 TFLOPS,32 Gpixels和4 TOPS的性能;

IMG AXT-16-512,面向中高性能移动设备和汽车应用,拥有0.5 TFLOPS,16 Gpixels和2 TOPS的性能;

IMG AXT-8-256,面向中端移动设备,拥有0.25 TFLOPS,8 Gpixels和1 TOPS的性能。

而在更低成本的市场,如高端/入门级物联网、移动设备、DTV/STB、显示和其他需要高填充率的应用上,IMG A系列还提供IMG AXT-2-16和IMG AXT-1-16两款产品,在芯片面积、成本、效率方面均达业内顶尖。

目前,IMG A系列已在多个领域授权,首批搭载该IP的SoC器件将于2020年开始供货。

面向游戏玩家的GPU,带宽、功耗、成本均具优势

具体到应用场景上,Imagination着重以游戏为例,综合介绍了IMG A系列的特性。

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由于散热条件限制,大多数移动GPU都很难提供持续一致的游戏体验,即它们在短时间内可快速运行,然后随着芯片发热其性能下降到不可接受的平,最后再也无法恢复,最终导致令人失望的用户体验。

IMG A系列以一致的帧速提供持续可靠的性能以及更长游戏时间,避免了因芯片过热导致时钟降频甚至故障等过热情况。除此之外,基于分块延迟渲染(TBDR)技术,IMG A系列的PowerVR架构GPU仅需要绘制屏幕上可见的内容,带宽和功耗方面极具优势

与此同时,IMG A系列还采用了DVFS(主动动态电压与频率调节时限调度算法(Deadline Scheduling algorithms),可提供超低响应延迟的快速功耗控制。也就是说,当GPU的某些部分没有得到充分利用时,它们就会被立即降频甚至进入睡眠状态,以确保最佳的功耗效率。

稳定性方面,IMG A系列在此前PowerVR系列GPU配备基于固件的低延迟DVFS算法直接接入系统的GPIO控制路径的基础上,还引入了视觉无损PVRIC压缩技术,以及完全重新设计的的算法等,实现体验的强稳定性

新技术,新功能,多任务处理,AI性能加倍

随着智能应用的快速发展,各产业对AI GPU的需求越来越多,且在创新性、性能等方面的要求也越来越高。

为此,IMG A系列采用了HyperLane技术,即独立的硬件控制通道各自都被隔离在内存中,从而可将不同的任务同时提交给GPU,以锁定GPU来实现多任务处理而借助动态性能控制功能,GPU可以在多个任务之间分配其性能并执行所有任务,同时最大程度地利用GPU。

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动态拆分方面,在执行AI任务场景下,HyperLanes可优先处理图形需求,为其提供充足的计算资源,并用剩余的计算资源处理AI任务,以及隔离受保护的内容以进行权限管理。目前,所有IMG A系列GPU可支持多达八个HyperLanes。

除此之外,HyperLane还支持AI Synergy一个可编程的图像处理功能,可帮助SoC设计人员加速其AI工作负载。

通过AI Synergy,GPU可以提供图形处理功能的同时,使用其备用资源来支持可编程AI以及固定功能,即高度优化的Imagination神经网络加速器。值得一提的是,设计人员还可在最小的芯片面积中进行AI方面的编程,而统一的软件栈则可提供更加灵活的处理服务。

最后

发布会最后,Imagination还现场宣布,“已向紫光授权其最新一代神经网络加速器Power VR Series 3NXIP,双方将在AI和5G领域展开持续合作。”

而在谈及Imagination未来几年的发展规划时,Imagination PowerVR产品执行副总裁Steve Evans透露,“我们将于2020年推出B系列,预计性能较上一代提升60%;2021年推出C系列,2022年推出D系列,届时仅性能方面就预计会有90%的提升。”

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