【Imagination专访】昔日移动GPU王者，从数据中心、汽车等市场全面杀回来

去年Imagination发布了其最新的C系列的GPU,通过多核拓展的方式,提供了更好的性能表现、设计灵活性和成本优势,成功杀入桌面GPU和数据中心市场。到今年,几家中国GPU黑马厂商相继快速推出了GPU产品,其中也有Imagination的GPU IP的影子在里面。

一系列的收购、高层人事变动等大型调整,完全没有影响到Imagination的产品研发节奏,这家GPU IP供应商在三年时间内相继完成了A系列、B系列和C系列的产品,并在目标市场斩获成功。Imagination已经完成了全面的GPU产品布局,并将开启一个新的局面——伴随着未来的AI、AIoT等浪潮发展,搭载Imagination的GPU的产品也将会越来越多覆盖到各种应用中,从移动、到桌面级PC、到数据中心以及各类边缘计算节点。

我们就此专门采访了Imagination技术创新副总裁Kristof Beets,针对行业热门话题进行了提问。

图:Kristof Beets, Imagination Technologies 技术创新副总裁

21ic:在移动GPU上添加光追的特性,这主要来自哪些用户端需求的驱动?移动设备上光追的搭载和发展的节奏是怎么样的,是否已经进入到规模化增长的趋势曲线?

Kristof Beets:光线追踪技术可以真实模拟现实世界中光影效果,这种逼真的效果以及能带来的沉浸式体验,为游戏和元宇宙带来更多可能。 过去,移动游戏没有光追硬件,引擎虽然支持,但是移动游戏中无法应用实时光追技术,现在,借助Open3D Engine(O3DE),移动3A游戏中也可以实现光追效果,这将大大提升移动游戏的体验,从移动级到桌面级。

图:在移动端实现桌面级光追效果

Imagination一直走在移动端GPU创新的前沿,从很久以前就开始为该领域提供开创性的解决方案。我们最新推出的IMG CXT GPU是市面上的首个4级RTLS光追解决方案。它率先采用全新的Photon架构,在硬件上通过专用模块实现高级光线处理。

尽管过去移动端光追领域整体发展缓慢,我们预测1-2两年可以逐渐看到手机游戏中开始运用硬件光追技术。Imagination的高等级光追在移动领域有先发和算力优势;3-5年手机硬件光追应用将流行并进入到更多的游戏和3D领域,成为标配。

21ic:从C系列开始,Imagination采用多核拓展模式,进入桌面级GPU市场。请问这种移动多核拓展GPU的技术路线相比传统的桌面级GPU平台(intel、AMD等)的技术,优势和劣势何在。在大规模消费产品市场的商业厮杀中,是否有足够的竞争力和支撑点在?

Kristof Beets:Imagination在设计GPU时采取“移动先行”的设计方法,并因此获得了得天独厚的优势。与现有的高能耗GPU相比,我们凭借自己的知识产权(IP)为合作伙伴提供可扩展的解决方案,同时兼顾出色的效率。即使缩小“蛮力”型GPU的规模不会而且也不可能产生同样的节能效益。在技术层面,扩大规模要比缩小体积/增加密度/提高效率容易得多。

图:多核拓展实现桌面级性能

我们的IP凭借灵活性实现精确的微调以及功能配置,因此是数据中心等应用的理想选择。IMG CXT GPU采用多核设计,目前可以扩展到9 TFLOPS的FP32性能和超过7.2GRay/s的光追性能,能效是目前解决方案的2.5倍。

21ic:从移动GPU,到桌面级GPU、数据中心的GPU、汽车上的GPU,不同的应用场景对于GPU产品有着不同的能效比要求。对于Imagination而言,是不是在移动GPU核的基础上,借助多核拓展模式,简单的调整performance to power ratio就可以实现这些新的应用市场的产品了?

Kristof Beets:功耗效率要求并不会因市场而改变。每个市场的功耗预算可能不同,但功耗效率和面积密度方面的需求对任何市场都很重要。手机受到散热和电池的限制,比如手机表面的温度不能烫伤用户的手。散热对于数据中心也很重要,每个机架中可以放置多少芯片取决于产生的热量。有时候,你会发现唯一的限制就是机架的冷却能力,因此提高解决方案的效率等于提高每个机架的算力并将实现整个数据中心的最大经济效益。汽车行业同样如此:无论外面是冰天雪地还是艳阳高照,每台汽车都必须提供相同的性能。但汽车行业的热预算和范围也非常有限,因此效率就变得至关重要。

图:Imagination战略重心

我们从功耗、性能和面积效率入手,为所有市场提供最佳解决方案。在有更多预算的情况下,我们只需要增加设计的规模。作为一家IP授权商,我们无法控制整个芯片/系统,因此必须提供极大的可配置性和灵活性。我们也凭借在灵活性方面所积累的经验,满足不同市场的性能平衡和功能组合要求,并根据每个客户的需求和他们的重点用途对我们的GPU特性进行微调。

21ic:对于数据中心市场,C系列从Power Performance Area 等方面对比NV的产品,可以达到什么样的水平?

Kristof Beets:数据中心市场正在不断发展。NVIDIA等公司提供他们认为正确的数据中心解决方案,但这种选择对所有客户来说都是正确的吗?我们逐渐发现这种选择并不适合超大规模用户的各种使用场景,这些用户希望设计/使用他们自己的最佳解决方案来满足他们的需求和使用场景。因此,Imagination真正的机会在于了解并实现客户的需求,而不是在一对一的竞争中迎合/挑战现有的产品。凭借灵活性和定制化能力加上对性能、功耗和面积效率的重视,我们创造出了更好的产品和用户体验,相比通用的现成设计大幅优化了成本。

21ic:数据中心已经进入了一种混合架构(CPU+GPU+DPU+ASIC)的全系列硬件方案,像Intel、NV、AMD等巨头都已经完成了产品布局,具备了提供全套硬件解决方案+自有软件的能力。这种局面下,Imagination的GPU和CPU IP,或者说Imagination的授权客户,在数据中心的机会还有多大?

Kristof Beets:Imagination非常善于解决混合异构处理方面的问题。虽然我们以GPU著称,但我们也有几十年在CPU方面的经验,我们有自主开发的架构、MIPS以及新兴的RISC-V架构。我们还为应用提供定制化的专用处理器和加速器,比如针对推理处理,我们将神经网络加速器(NNA)的性能、功耗和面积(PPA)进行了优化调整。

图:Imagination提供全面产品组合

最后,我们还通过我们的以太网包处理器(EPP)提供数据处理单元(DPU)能力。我们同样对EPP解决方案的PPA进行了大幅调整,使其能够成为数据中心的骨干。汽车行业现在已成为我们处理器面向的核心市场,这些处理核心组成了现代汽车的功能安全基础结构,并且集成在多家合作伙伴的芯片中。这证明了Imagination是现代混合异构处理解决方案领域的首选合作伙伴。

21ic:GPU要发展壮大,生态也至关重要。目前Imagination的GPU产品生态如何?顶层的开发者将APP从别的GPU平台移植到Imagination的GPU平台的需要的工作有多大?

Kristof Beets:我们把重点放在创建每个人都能使用的生态系统上,该系统具有较低的准入门槛和综合全面的资源,可以帮助开发者和客户取得成功。Imagination为开发者提供强大的SDK工具包和文档资源,覆盖代码开发、功能调试和性能调优,让应用开发者在针对PowerVR GPU开发时更加得心应手。

图:Imagination战略合作伙伴

Imagination和本地生态合作伙伴——引擎、工具和应用开发者深度合作,在新技术导入、产品技术培训、新版本测试、优化等方面一起做了很多的工作,帮助开发者开发更好的PowerVR GPU应用。

Imagination作为Khronos等标准组织的重要会员,持续为业界标准OpenGL/OpenGL ES/Vulkan/OpenCL等API规范做出积极贡献,并保证PowerVR GPU与之高效兼容,因此也保证了应用开发者不需要额外的移植即可工作。当然,通过Imagination为开发者所提供的工具和性能建议,开发者可以在PowerVR上获得更好的效果和性能。

我们正在继续通过投资和专注于整个公司的研发来推动增长。目前,约80%的员工都参与了研发工作。IMG实验室也将成为我们研发新IP的关键“引擎”,为我们世界各地的客户带来更多的创新。