Imagination面向未来的平台化发展思路

作为全球三大硅知识产权公司之一的Imagination Technologies，于2011年正式开始在中国运营。短短几年时间，该公司不断拓展市场业务，用其宽泛的IP技术推动中国市场的创新。此外，Imagination还提供独特的软件知识产权、基础架构技术以及系统解决方案，使客户可以通过完整且高度差异化的SoC平台快速向市场推出产品。 近年来，随着市场的高速发展，Imagination推陈出新的速度也在逐渐加快，并逐渐通过技术的可扩展性，将一些高端技术推广至中低端市场，从而进一步拓展其IP的应用领域。 日前，Imagination发布 PowerVR Series7，可从 16 个算术逻辑单元（ALU）内核扩展到 512 个，具备优异的可扩展性、效率以及性能。PowerVR Series7 专为广泛的下一代产品所设计，可支持可穿戴设备、物联网、汽车、移动和消费电子产品，以及高性能GPU 运算等应用。 PowerVR Series7并不仅仅是一个全新的GPU，而是一整套GPU平台，它不仅增强了Imagination的架构水平，还以优化设计套件（Design Optimization Kit）等工具强化了对 IP 的支持。对此，Imagination 市场营销执行副总裁 Tony King-Smith 表示：“随着各种图形功能设备深入到我们生活的方方面面，单一解决方案的方式已不再可行了。每个时代都需要从低端到高端的创新 GPU 技术，才能满足多样化应用的需求，才能快速完成实体与性能的优化设计，使得用户可以面向各种市场应用，根据功耗、性能和面积的最佳平衡来选择最合适的解决方案。”

Imagination Technologies技术部市场营销执行副总裁Tony King-Smith
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Tony King-Smith提到，影响到SoC的四个主要因素包括差异化、设计成本、设计时间以及获得收益的时间。随着工艺制程技术从16nm、14nm逐渐提高到10nm，设计的复杂性随之提升，因此设计的时间周期也随之延长。而除了SoC本身的复杂性，软件的验证也需花费大量的时间，这些都可能会造成生产的滞后，甚至带来额外的风险。这也正是Imagination不断强化其IP平台，在同一IP平台对其所拥有的IP技术进行更好的配置的原因，他们希望通过这一方式来帮助客户以最快的速度、最低的风险来完成芯片的量产。 不难发现，Imagination正试图超越提供强大的图形与运算性能这一传统目标，朝着提供更高价值的方向迈进，该公司宽泛的IP组合在这一发展路线中起着至关重要的支撑作用。Tony King-Smith表示，与其他几家从事于硅知识产权授权的公司不同，Imagination的技术横跨了多个平台和领域，几乎囊括了一颗复杂SoC里所需的所有数字多媒体IP，包括GPU、VPU、视频编解码器，以及所收购的MIPS的CPU主处理器器，此外，还包括Ensigma、Wi-Fi和Bluetooth，以及其他互联互通的全球DTV解调的互联互通的模块。另外，Imagination还有基于云端的技术，可以用来做流媒体和未来的互联互通的发展。而这些所有IP技术都有着一个共同的基因，那就是低功耗、高效率、小尺寸，从而使其技术应用于各个领域都能占有领先地位。 Tony King-Smith坦言，Imagination在中国所遇到的机遇和挑战都是全新的。传统的国外半导体厂商做一个新的复杂的SoC产品，大概需要24~36个月，才能做到真正面市。但是在中国，像小米这样的公司，它是用一种快速迭代的方式不断地试错，不断地加快产品的面市速度。因此在中国，实际产品的生产周期只有8~12个月，这是Imagination在进入中国市场时始料未及的。通过适时地调整服务策略，包括更多的客户拜访、更多客户的在线支持、扩充技术支持团队等，Imagination最终做到能够超前地满足用户需求。 PowerVR Series7主要特性 PowerVR Series7目前包括两个系列：Series7XT和Series7XE。其中，Series7XT 系列支持从 100 GFLOPS 到 1.5 TFLOPS 的性能可扩展性，主打中高端应用，包括智能手机和平板电脑、UltraHD TV 和机顶盒、游戏机和高性能服务器。Series7XE则强调最优化的面积、效率和功能可配置性，它是以最多包含 32 个多线程、多任务 ALU 内核的单一可扩展集群为基础，能将最新的游戏和应用程序带到受功耗和成本限制的设备，包括入门级到中级的移动设备、电视、机顶盒和可穿戴设备，以及日益要求能以优惠价格提供高品质 UI 的各类产品，包括复印机、打印机、消费性和其他企业用设备。

PowerVR Series7XT框图
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PowerVR Series7XE框图
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PowerVR Series7的主要特性包括：优异的多集群可扩展性、显著的架构性能提升、硬件虚拟化与多域（multi-domain）安全性，以及能实现优化设计的功能可扩展性。

Imagination面向未来的平台化发展思路
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优异的多集群可扩展性 PowerVR Series7所采用的PowerVR Rogue 架构可通过线程、内核和集群进行扩展。Rogue 采用最多由 32 个多线程 ALU 内核组成的集群，能与位于屏幕相同区域上的专属纹理单元紧密合作。据Imagination多媒体技术市场营销总监Peter McGuinness介绍，传统的多核方式是在屏幕的不同区域中各自运作，并没有充分协调，因此会造成许多分散式的内存读取以及无效率的 DRAM 使用。而Imagination的这一架构能确保所有的内存读取都是相互关联、且有效率的，从而提升了性能和效率。 显著的架构性能提升 Series 7 架构的增强功能包括：指令集GPU相比，增强包括增加双指令运行（co-issue）功能，可提升应用程序性能并增加 GPU 效率；新的分层式布局架构，能在除了增加时钟频率之外实现可扩展的多边形处理能力与像素填充率提升；GPU 运算设定与缓存处理能力提升，可增加 300% 的平行处理性能。与上一代相比，最高可达到 60% 的架构性能增益。 硬件虚拟化与多域（multi-domain）安全性 随着连网世界的持续进展，安全性的重要性也日益升高，任何一个环节的破绽都将影响整个系统的安全性。在 SoC 中，特别是当行业朝着异构处理架构转移时，在每个处理单元中内置安全性已成为必须。Imagination的异构处理安全架构便是专为适应新兴连网应用的隐私与安全需求所设计。为此，PowerVR Series7 也加入了 MIPS Warrior CPU 的行列，均支持完整的硬件虚拟化技术，并对支持多个独立安全内容与运行域进行了优化设计。 Peter McGuinness表示，在 GPU 中内置独立于 CPU 的硬件虚拟化技术，能为不同市场的客户带来更高的价值，例如汽车厂商可开发出能在相同平台上独立、且可靠运作的仪表盘和信息娱乐系统。对 Android 手机和平板电脑来说，硬件虚拟化能让使用者的个人银行账户与其他资料区隔，例如可穿戴设备收集的健康资讯。 能实现优化设计的功能可扩展性 使用者采用 Series 7 时，可根据其设计需求选用特定的功能，无需为用不到的功能耗费成本。有三大功能可供选择：Android Extension Pack (AEP)面向 Android客户，DirectX 11 Feature Pack面向微软操作系统用户，OpenCL FP64 Feature Pack面向将高性能服务器运算用户。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载