芯東西10月13日報道，剛剛，Imagination Technologies宣布推出又一大重磅新品——全新IMG B系列GPU IP。這是其第一個包含新多核架構的GPU IP系列，可提供單位面積最高的性能，峰值算力可達6 TFLOPS，AI算力可達24 TOPS，其汽車GPU已符合ISO 26262安全標準要求，并支持自動駕駛和輔助駕駛。與上一代IMG A系列產品相比，B系列功耗降低了30％，面積減少了25％，同時填充率比競品IP內核高2.5倍，針對給定的性能目標還能實現更低的功耗和高達35％的帶寬降低。

因移動GPU聲名鵲起的Imagination，正將業務范圍拓展到更廣泛的疆域。憑借核心部分的可擴展性，IMG B系列不僅適用于傳統的移動設備、消費類設備、物聯網、微控制器、數字電視（DTV）、汽車等市場，還能拓展至桌面GPU、云端GPU的性能水平。當前IMG B系列已可提供授權，每個產品系列都已有廠商率先獲得了授權。Imagination Technologies首席營銷官David Harold稱，已有幾家客戶正在接洽其桌面級和云端GPU產品，這些項目將在明年公布。 從披露的性能來看，這儼然是Imagination深耕GPU IP領域25年以來布下的又一枚重棋，在中美貿易摩擦不斷的背景下，這家英國公司憑借自身的技術實力和不受美國約束的優勢，有望在圖形處理領域攪起更精彩的戰局。

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四大產品系列，滿足各種特定市場需求

IMG B系列GPU擁有四個產品系列，可以針對特定的市場需求提供專業的內核：

（1）IMG BXE：面向高清顯示應用，專門針對用戶界面（UI）渲染和入門級游戲設計，每個時鐘周期可處理從1-16個像素，支持從720p到8K的分辨率，相較上一代內核面積縮減多達25%，同時其填充率密度高達競品的2.5倍。（2）IMG BXM：主打圖形處理體驗，是一種中端解決方案，引入客戶可配置的最新緩存設計，實現了填充率和計算能力的最佳平衡，可將帶寬占用降低35%，為中檔移動端游戲及用于數字電視和其他市場的復雜UI解決方案提供支持。（3）IMG BXT：面向高性能應用，旗艦版GPU內置四核，可提供6 TFLOPS的性能，每秒可處理192 Gigapixel（十億像素），AI算力達24 TOPS，同時可提供行業最高的性能密度。（4）IMG BXS：面向汽車應用，符合ISO 26262安全標準，這使其成為迄今為止所開發的最先進的汽車GPU IP內核，提供了從入門級到高級的完整產品系列，能將自動駕駛圖形處理速度提升至競品的60%以上，可為下一代人機界面（HMI）、UI顯示、信息娛樂系統、數字駕艙、環繞視圖提供解決方案，高算力的配置還可支持自動駕駛和輔助駕駛。

和IMG A系列相似，B系列GPU也支持AI協同（AI Synergy）技術，在提供圖形處理功能的同時，可用其備用資源來處理可編程AI等任務。 Imagination Technologies技術產品管理資深總監Kristof Beets在接受芯東西專訪時提到：“B系列是我們有史以來最廣泛的產品系列，我們解決了廣泛的功耗、性能和面積設計要點，能滿足不同市場和不同客戶的需求。”

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兩大創新：多核架構與IMGIC技術

Imagination Technologies首席執行官Simon Beresford-Wylie提到，IMG B系列建立在大量投資及A系列技術優勢的基礎上，同時增加了多核技術，以33種全新配置擴展了其GPU產品系列，能為各種需求提供最佳的GPU。 此次推出的全新系列能取得如此顯著的進展，得益于兩大創新：多核架構和Imagination圖像壓縮（IMGIC）技術。1、多核架構：高效可擴展新的多核架構采用Imagination自研高性能、低功耗內核，并整合了一種創新的分散管理方法，可提供高效的擴展特性，并可與小芯片（chiplet）架構等行業趨勢相適。

BXT和BXM內核的每個產品系列已基于多核架構進行優化，可實現GPU內核的多核擴展，每個核既可以獨立運行，也可以組合成一個大GPU來協力執行任務，能為單個應用提供最大化的性能，或根據需要，支持不同內核運行獨立的應用。另據Kristof Beets介紹，采用B系列多核設計的7nm臺式機GPU，頻率可達到1.5 GHz，可用于客戶想要實現的桌面GPU應用；在數據中心，GPU可被靈活的組合或拆分，還能在多實例環境中提供支持，結合其虛擬化功能，能有效支持云游戲、遠程桌面等云端應用。例如，芯動科技已將BXT內核集成到其桌面GPU和數據中心GPU芯片上。

BXE內核提供了主核-次核的擴展模式，這是一種面積優化的解決方案，通過單個GPU內核提供了高性能，同時可以利用其HyperLane（超線程）技術，進行多任務并行處理。 BXS汽車GPU內核也以多核及多個主要管線設計為特色，為汽車應用提供了從小型安全備份內核到高性能計算內核的多種選擇，不僅支持性能擴展，還提供了更高的安全優勢，可用于檢查多個GPU核之間的正確運行。2、IMGIC技術：多種壓縮方案節省帶寬消費級市場對帶寬開銷非常敏感，因此IMG B系列還搭載了其幀緩沖壓縮技術的最新版本——IMGIC技術，這被稱為是當前市場上最先進的圖像壓縮技術，可為SoC設計人員提供多種節省帶寬的靈活選擇，并有助于進一步優化性能或降低系統成本。IMGIC包含1種完全無損壓縮模式和3種有損壓縮模式，3種有損壓縮模式的壓縮率分別為75%（質量接近完美）、50%（視覺無損）、25%（最節省帶寬）。

IMGIC技術可以兼容B系列中的所有內核，即便是最小的工業級IoT內核，也能夠具備其圖像壓縮技術。 如今高端智能手機動輒采用4K顯示屏、高達120Hz的刷新率，讀寫耗費的速度接近8GB/s。而如果使用IMGIC的無損模式，可在不影響質量的前提下，將其顯著降低到平均僅4GB/s；如果使用有損壓縮，壓縮率為75%、50%、25%時，帶寬可分別降至6GB/s、4GB/s、2GB/s。 除此之外，在汽車、數字電視（DTV）、機頂盒（STB）及服務器市場，IMGIC均能通過平衡質量與帶寬，提供更好的整體系統體驗。

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Level 4光線追蹤技術明年見

實時光線追蹤可模擬光的物理行為，精確追蹤場景中光線的路徑，將3D場景渲染地更為逼真、更貼近真實世界。Kristof Beets稱其為“過去10年3D圖形處理領域最令人興奮的進展”。 光線追蹤率先被引入到PC領域，而移動設備被看作是這一技術的下一個著力點。Imagination用近十年時間投入光線追蹤技術研究，已形成成熟的移動光線追蹤架構，并提供相應IP授權。除了NVIDIA外，當前僅有Imagination實現了硬件光線追蹤技術。 盡管越來越多硬件開始支持光線追蹤，但這些硬件并非全都一樣，為了幫助業界了解各種解決方案之間的差異，近期，Imagination開發了一套從0級到5級的光線追蹤等級系統，來幫助業界了解各種解決方案之間的差異。 這是繼去年年底公布支持光線追蹤功能的GPU IP路線圖后，Imagination在光線追蹤領域公布的又一重要進展，該系統旨在幫助開發人員和原始設備制造商（OEM）清晰了解現在和未來可用的光線追蹤加速解決方案的功能。

該系統能對光線追蹤加速的先進功能進行等級鑒別，有了這一系統，游戲引擎、智能手機廠商等就可以更清晰地了解和比較各種光線追蹤實現方式之間的差異，從而最終使消費者能在移動設備上享受到電影級逼真畫面。 光線追蹤等級系統共包括6個等級，隨著等級提升，光線追蹤功能會有更高的性能和硬件利用率：

Level 0：傳統解決方案；

Level 1：傳統GPU上的軟件；

Level 2：硬件中的光線/方框和光線/三角形測試器；

Level 3：硬件中的邊界體積層次結構（Bounding Volume Hierarchy，BVH）處理功能；

Level 4：硬件中的BVH處理和一致性排序功能；

Level 5：硬件中帶有場景層次生成器（Scene Hierarchy Generation，SHG）的一致性BVH處理功能。

在發布B系列的現場，Kristof Beets也提及光線追蹤的4級性能路線圖，到Level 4才能實現最好的用戶體驗、更高算力、更低帶寬，可實現桌面級高效性能的提升。 他透露道，Level 4光線追蹤技術將在明年上半年正式推出。

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深耕AI七年有余，不受中美摩擦影響

圖形處理領域迎來了新一輪技術創新的風潮。低功耗的柵格化圖形處理、開創性的光線追蹤、持續創新的AI技術……各種新興技術正將圖形處理效果提升至新的高度。 從綜合實力來看，Imagination在移動GPU市場儼然極具競爭力的重量級玩家，透過近年其一系列新的技術進展及產品布局，我們可以看到它的技術實力和雄心從未止步于移動和汽車市場，而是逐漸擴展向更豐富的高性能圖形處理及AI應用。 那么Imagination的綜合競爭力來源于哪里？我們從產品交付經驗、AI成果、受貿易摩擦的影響三方面進行解讀。1、超過25年積累的豐富產品線和交付經驗Imagination主要有三大產品線：PowerVR GPU，PowerVR視覺和AI，以及Ensigma無線連接和廣播通信。 在其超過25年的歷史中，Imagination先后推出過多代GPU產品，已積累超過1500項GPU專利，在移動GPU領域的市場份額接近36%，在汽車領域更是達到43%。

去年12月，Imagination在上海首發其號稱是“萬物GPU”的旗艦產品IMG A系列，如今隨著新一代B系列的登場，Imagination正為覆蓋越來越多應用的圖形處理革命注入新鮮的血液。 除此之外，其專用AI計算硬件IP產品NNA系列、Wi-Fi和藍牙IP等無線連接系列均在業界性能領先。借助這些IP，打造高性能、低功耗芯片的研發門檻能夠進一步降低。 截至目前，帶有Imagination IP的芯片產品累計出貨量已超過110億。2、AI專利超過80項，算力可達幾百TOPSImagination在過去7年持續加大對AI研發的投入，迄今已擁有超過80項針對AI領域的專利。 截至目前，Imagination已推出一系列神經網絡加速器（NNA）產品，其中2NX NNA在2019年的AI Benchmark性能測評中高居第一，3NX NNA進一步提升性能，可提供從1 TOPS到幾百TOPS的算力，能滿足從L2級到L5級自動駕駛的邊緣推理需求。下個月，Imagination還將發布第四代NNA產品，同樣基于多核架構。GPU是AI浪潮的重要推動力，Imagination也優化了GPU上支持AI運算的能力，還開發了一項創新的AI協同技術，可將GPU和NNA結合形成異構AI計算平臺，借助GPU硬件虛擬化功能，GPU去處理圖形和可編程AI，NNA去處理固定功能的AI運算，從而實現更高的性能和效率。

例如在汽車應用案例中，GPU可為儀表盤、車載信息娛樂系統/導航系統、全景環視系統等應用提供高性能和穩定的支持，同時GPU+NNA技術組合還能滿足目標檢測、駕駛員監測、碰撞監測、自動駕駛等應用的計算需求。 在軟件支持方面，開發者可借助同一套開發工具、同一個IMG DNN API來同時對NNA和GPU進行優化，使開發過程更加輕松、方便。3、與中國客戶的合作不受政治環境的影響Imagination的總部在英國，同時已在中國的上海和北京建立了研發機構。David Harold強調：“Imagination沒有在美國開發過任何一款IP。” Kristof Beets也在接受采訪時提到：“Imagination是一家全球IP供應商，我們的許多技術都是在英國設計的，不受美國貿易規則的約束。” 據他介紹，Imagination已與中國市場的內容開發人員長期合作，包括提供培訓課程、訪問其用于創建優化內容的工具和指南文件，以及向中國合作伙伴提供計算、圖形和游戲等能力。 David Harold還談到，他們有很大意愿在中國進一步發展銷售、技術和工程團隊，盡管受限于當前的市場環境和國際形勢，這些計劃暫時無法落地，但他們將繼續堅持這些想法。

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結語：與中國市場互利共贏

在過去的幾年里，Imagination經歷了起伏，因為它似乎失去了一個大客戶的青睞而陷入了低谷。然而，隨著主要客戶的回歸以及新業務的不斷拓展，公司在2020年的市場份額和收入正在迅速增加。如今Imagination顯然已踏上新的征程，不僅有條不紊地推出最強性能的GPU IP系列，并在AI、光線追蹤等新興技術領域持續發力。 對于Imagination而言，中國市場日益成為不可或缺的重要營收來源，也為其進一步擴展GPU市場份額提供了更多的機會。同時，面對紛繁的中美貿易摩擦，像Imagination這樣擁有中資背景、不受美國技術限制的半導體IP公司，也有望為國內芯片市場帶來更多良性發展的可能。


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