
從消費電子的發展現狀來看,不管是智能手機還是平板電腦,圖像、視頻以及游戲等已經成為最主要的應用內容,這方面的功能主要由圖形處理器(GPU)所承載。受此影響,GPU性能優劣越來越成為用戶在CPU之外,定位一款智能手機層級的重要標準。面對這樣一種市場趨勢,GPU廠商紛紛調整布局,加速產品推出步伐。日前國際兩大GPU IP授權廠商ARM和Imagination先后推出新一代產品:ARM繼去年發布Mali-720和Mali-T760之后,推出Mali-T820、Mali-T830與Mali-T860;Imagination則推出PowerVR 7系列的7XT和7XE。綜合觀察這兩大新品,可以看出GPU行業發展的一些新趨勢。
趨勢一:產品組化
隨著各種圖形功能設備成為日常生活的一部分,僅提供單點解決方案的方式已不再可行。
對于智能手機來說,只要電池技術沒有發生根本性的變革,低功耗將永遠是首要選擇,無論CPU還是GPU的開發,都必須在超低功耗的指標下達成。然而,在滿足低功耗需求的同時,GPU廠商也在盡力提供更好的性能。ARM多媒體處理器事業部市場營銷副總裁Dennis Laudick表示:“移動產品逐漸成為大眾的主要計算設備,生產商在保證電池壽命的同時,也在不斷地提供更好的特性與功能。”
觀察本次ARM的產品發布,相對于去年Mali-720和Mali-T760時僅有GPU被推出,本次ARM推出了一套具有擴展性的多媒體IP組合解決方案,其中除Mali-T800系列圖形處理器之外,還包括Mali-V550視頻加速器(視頻編解碼芯片)和Mali-DP550顯示處理器(VPU)。Dennis Laudick表示:“這樣的產品組合方式可使ARM的合作伙伴能夠開發更多樣的多媒體系統級芯片(SoC)。”
而根據Imagination市場總監Peter McGuinness的介紹,此次發布的PowerVR 7系列,包括了Video IP和Vision IP,可以支持H.265、H.264、MPEG4、MPEG42等視頻的編解碼以及支持高達4K以上的顯示分辨率。
“隨著各種圖形功能設備成為日常生活的一部分,僅提供單點解決方案的方式已不再可行。PowerVR 7系列的推出,我們不僅強化了架構,還優化了設計套件等工具,強化了對IP的支持,用戶可快速完成實體與性能的優化設計。”Peter McGuinness告訴記者。
趨勢二:功能細分化
單一解決方案越來越不適應用戶多樣化的需求,細分自己的產品線開始成為GPU廠商的共同選擇。
智能手機和平板電腦的應用越來越多、屏幕分辨率越來越高、游戲越來越復雜,GPU所需處理的內容復雜程度也在不斷攀升。與此同時,單一解決方案越來越不適應用戶多樣化的需求,細分自己的產品線開始成為GPU廠商的共同選擇。
ARM推出Mali多媒體IP套件,這些產品從低端、中端到高端,覆蓋不同的市場。在相同配置與工藝節點技術的條件下,新款圖形處理器系列的性能:Mali-T820針對入門級產品,具有更優的功耗和芯片尺寸。Mali-T830的性能與效率更加平衡,更加適合中端產品。Mali-T860面向高端移動智能產品,根據ARM的測算,在相同的功耗效率下,相較以前推出的Mali-T628,性能提升45%,可提供更佳的視覺體驗。將自身產品進行細分,面向高中低端,是ARM一貫的做法。但是在此前發布的Mali-700系列中只提供了兩款產品組合,其中T720面向低端,T760面向中高端,而此次發布顯然進行了更多的細化工作。
Imagination也將產品進行了更多的細化。Peter McGuinness表示,PowerVR 7系列是由兩大類的GPU組成的,所以它會有兩個發展路線圖。這兩類的GPU一個是7XT系列,它主要是用于中端和高端的一些應用,在這些應用當中,最主要的目標是要實現每mW性能的提高。另外一個系列是7XE系列,主要是面向入門級的應用。在入門級的應用當中,人們最關注的是芯片尺寸要小,性能也要滿足需求。
趨勢三:與CPU融合發展
ARM的GPU不但注重圖形處理更看重通用計算,未來CPU與GPU要走融合的道路。
在PC處理器領域,CPU與GPU融合發展是一個趨勢。比如AMD融合CPU和GPU推出APU,隨著移動設備越來越像一臺小型掌上電腦,移動處理器也將延續這一發展趨勢。目前,ARM架構的CPU已經占據移動手機99%以上的市場份額,ARM公司自然不會放棄這一優勢,其市場與產品策略都是不斷以組合化的方式促進其Mali系列GPU的發展。Dennis Laudick也認同這個趨勢:“ARM的GPU不但注重圖形處理更看重通用計算,未來CPU與GPU要走融合的道路。”所以ARM在布局GPU時就考慮與未來CPU的搭配,比如GPU是支持64位處理器的,當然CPU升級到64位也可以支持。Dennis Laudick指出,ARM考慮的是讓用戶用最快的方式實現低功耗高性能處理器,未來融合CPU與GPU的SoC內部會采用ARM的AMBA總線。
至于Imagination,從日前其對MIPS的收購也可看出正在致力于補足CPU方面的短板。Peter McGuinness向記者特別強調了CPU與GPU協同發展的優勢。特別是在硬件虛擬化與多域(multi-domain)安全性方面的優勢。“隨著互聯網世界的持續進展,安全性的重要性也日益升高,任何一個環節的破綻都將影響整個系統的安全性。不論在宏觀層面、元件層面還是SoC層面,這都是事實。在SoC中,特別是當行業朝著異構處理架構轉移時,在每個處理單元中內置安全性已成為必須。Imagination開發中的異構處理安全架構便是專為適應新興連網應用的隱私與安全需求所設計。為此,PowerVR Series7也加入了MIPS Warrior CPU的行列,均支持完整的硬件虛擬化技術,并對支持多個獨立安全內容與運行域進行了優化設計。”Peter McGuinness說。