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

策划&撰写：伶轩

Imagination刚刚发布了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。”

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。

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，以及多核解决方案中。

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条件下，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。

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水平，最后再也无法恢复，最终导致令人失望的用户体验。

IMG A系列则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，在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）和时限调度算法（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。

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可以在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。