imagination重回pc和服务器赛场，桌面gpu开启多样化时代 | 雷峰网-亚博电竞网
知道imagination的gpu ip在手机里被广泛应用的人很多。
不知道imagination是做桌面端pc gpu起家的人也不少。
过去几年间，ai的爆发，云游戏的发展，智能汽车的快速迭代，手游的普及，以及光线追踪技术的兴起，让gpu无论在手机端、pc端还是云端都展现出了更重要的价值。
在手机gpu ip市场保持领先的imagination，近期推出了全新的高性能gpu ip系列img dxd，性能上比上一代img bxt的单核性能提升2.25倍，足以满足主流游戏玩家和云游戏的需求，并且支持directx 11，可以运行主流游戏以及其它基于windows的应用程序和手机游戏。
“芯片设计的复杂度正在不断增长，我们的ip有非常显著的价值。”imagination公司市场副总裁 victoria rege说，“通过使用ip，客户可以缩短产品上市的时间、减少总体拥有成本。同时，还可以优化功耗、性能及面积大小。”
imagination全新的img dxd更重要的价值在于，相比其它高性能gpu大厂直接提供芯片产品不同，基于img dxd gpu ip，芯片设计公司可以设计出差异化的高性能gpu芯片，有imagination丰富的ip产品助力，将开启gpu多样化的时代，特别是在中国。
目前，已经有获得img dxd授权的客户在开发产品。
从a到d，imagination重回高性能gpu市场
imagination从1992年开始就开发gpu，至今已经有30多年的经验。
最早的时候，imagination是开发针对桌面端和pc端的gpu，通过pc gpu提供良好的游戏体验，也在这个过程中写入了imagination的dna里。变化发生在21世纪初。
2001年开始，imagination开始涉足ip领域，此时，imagination充分发挥在gpu领域的经验，提供ip解决移动端的问题。从最初的pad到后来到智能手机，imagination的芯片出货量也快速增长，2013年达到10亿颗，2017年增至40亿颗。
当然，在这个过程中imagination的ip也不再局限于gpu，cpu和ai的ip也被广泛应用到汽车、ai等市场。
“我们最近一次gpu的架构变化，是在2019年交付了img a系列。”victoria rege进一步表示，“2020年发布的img b系列，是我们进一步涉足高端桌面级gpu。最新发布的img d系列，就是imagination高端桌面级gpu ip的下一个迭代。”
对于经验丰富的imagination来说，开发出优秀的高性能gpu ip不是难事。img d系列的这款img dxd就让人眼前一亮，性能大幅提升。
相比目前在pcie factor板上推出的图形处理器img bxt，单核性能提升了2.25倍，双核配置的img dxd，更是可以提供5 tflops fp32 和 144 gtexel/s，足以满足主流游戏玩家对流畅帧速率的需求。
发展迅猛的云游戏也是img dxd的目标市场。
“我们要专注解决云游戏市场的几个需求，包括玩家体验（速度、延时、效率）、玩家数量、运营成本。”imagination公司创新技术副总裁kristof beets介绍。
img dxd如何通过强劲的性能和各种特性满足这些市场的需求？
img d系列实现高性能的6大「绝活」
计算核心的架构升级是性能提升的源头，kristof beet介绍，img dxd 的计算核心增加了两个额外的usc，还增加了cpu让性能变得更高，也增加了支持双速率fp16，加上32kb的本地存储，优化的gpu架构的缓存，支持高性能gpu的需求。
同时，为了支持directx，在纹理处理方面增加了bcn格式，还对固定的功能模块进行了优化满足directx的要求。
在架构中增加关键的先进功能的绝活之外， imagination实现img dxd实现高性能、高效率还有另外5个绝活。
第一个绝活就是片段着色率，这个技术可以在不影响视觉体验的情况下减少每帧所需的处理量。
片段着色意味着着色器不是以“像素点”着色，而是以“像素块”。比如，以2x2或者4
x4的像素块去着色，可以在不损失视觉效果的前提下，带来性能的提高，功耗和成本的降低。
第二个绝活就是2d双速率纹理，可以加快游戏中的后期处理效果。
“传统的gpu是用一个2d图像映射到一个3d球上，需要很多计算，比如视觉调整、透视计算等，带来成本的大幅增加。”kristof beets说，“通过2d双速率纹理技术，整个处理的过程更为直观，在视觉图像的后处理场景，可以把吞吐量提升一倍。”
第三个绝活是基于 risc-v 的现代固件处理器，可将 gpu 管理性能提高 40%。
固件处理器是用来处理软硬件界面，对于gpu的效率和时延非常重要。
雷峰网了解到，以前imagination的gpu管理是一个专有架构，切换到risc-v之后，可以用标准化的流程和编译器，让imagination的gpu ip进入了一个时代，也能够支持更高性能的实现。
第四个绝活叫做流水线数据主控。
在传统的gpu上，比如img bxt中，是设置一个渲染，然后在workload之间进行处理，会导致每个workload之间的空闲时间。img dxd改变这种方式，可以在前一个workload没有结束的时候，就可以设置下一个workload直接开始，避免了中间的浪费。
第五个绝活是支持astc hdr，可以在使用高质量纹理时最大限度地减少带宽，这也是支持directx的一部份。
在一系列的技术绝活加持下，img dxd的单核亚博电竞网的解决方案dxd-72-2304，对比 bxt-32-1024双核亚博电竞网的解决方案，性能实现了全面的提升，比如在alu和纹理处理方面有12%的提升，差距最大的workload1和workload2，针对的就是高端桌面游戏的场景。
img dxd-72-2304双核配置是一个更受欢迎的配置，可以达到144gtexel/s的填充率，1ghz的频率，fp32的性能是4.6tflops，ft16翻一倍达到9.2tflops，int8的ai性能可以再翻一倍达到18tflops。
当然，为了满足云游戏客户对于多用户、可扩展的需求，img-dxd的多核技术完全可以胜任，imagination的hyperlane虚拟化技术，支持一个核分成八个硬件的不同域，每一个域都可以完成独立的workload。
从逻辑上说，img- dxd最多可以做到4核，能把四个核融合在一起去做大体量的实体的workload。当然，也可以根据客户的需要，通过像chiplet的技术进一步扩展核的数量。
例如，img dxd 4核方案完全可以做到32个虚拟域、完全独立的运行不同用户的游戏。
“因为我们是在硬件层面做分割，所以带来的性能的降低相比基本可以忽略不计。”kristof beets强调。
imagination公司应用工程总监艾克补充到，“四个核实现32路的虚拟域之后，可以把用户的数据也进行分离，每个用户之间数据也可以做保护、隔离，这样可以做到节省功耗、灵活度比较高的云游戏的方案。”
桌面gpu开启多样化的时代，中国是重点
有了imagination提供的高性能gpu ip，芯片设计公司就更容易基于img dxd设计出差异化的桌面gpu。
高性能的ip之外，客户会关心生态问题，支持directx就意味着有强大的生态。
“directx11是非常关键的api，大部分主流的游戏都支持directx11的。要支持directx11.0就包括所有的细节，这是微软所规定的所有的特性，不是可选的特性，也不是一个用软件模拟的特性。我们希望后续的版本能支持directx12.0。”kristof beets进一步表示，“除此之外，我们的硬件还支持opengl4.7，以及vulkan api。”
提供生态的支持对开发者至关重要，这是gpu能够真正实现多样化的关键。
所以imagination还会有一系列生态系统的支持，包括ddk发布，及时支持新os版本和新api等。imagination也已经和很多中国厂商合作，包括：米哈游、腾讯旗下的光子工作室群、完美世界等，支持各种游戏引擎。
“无论是对于高性能层级的需求，还是低成本层级的需求，客户都可以基于我们的虚拟化技术和多核的这种技术实现。”kristof beets提到了imagination能够满足客户差异化需求的另一个关键。
“除了提供ip，我们也可以对架构和结构做一些专利授权。有了这些授权，亚博平台app下载的合作伙伴就可以完全对云游戏的需求量身定制芯片。”kristof beets强调，“降低延时并不只是要在gpu上去努力，它是一个整体性的问题，我们基于ip的这种服务的方式，能够提供灵活度，也能降低客户成本，并缩短可以产品上市的时间。”
还有一个关键特性，img dxd 适用于所有流行的 cpu 架构，包括 risc-v，也支持linux、android和windows以及uos和kylin os等新兴操作系统。
中国正是会出现各种差异化gpu的重要市场。
“2015年开始，imagination加大了对于中国市场的重视程度，回顾过去三四年，中国市场的增长非常快，体现在我们在中国的客户的增长，以及我们在中国的员工投入等各方面的增长。”imagination公司副总裁兼中国区总经理刘国军说，“作为ip提供商，我们也非常重视重视在中国的生态建设，我们与各方面的生态伙伴进行合作，包括客户、以及中间的方案开发商、软件开发商等。”
刘国军对于市场的前景也充满信心，“现在处于半导体行业周期性的谷底，市场的回暖与应用相关，我们认为ai的落地和汽车，与算力和gpu都相关，我们对未来充满信心。”
高性能、高灵活性的gpu ip，是imagination给桌面差异化gpu以及云游戏时代准备的基石，只有在如此强大的基石之上，才能迎来gpu差异化创新以及蓬勃发展的云游戏时代。雷峰网(公众号：雷峰网)
