NộI Dung
Khi nói đến đồ họa điện thoại thông minh, hầu hết các thiết bị Android sử dụng các đơn vị xử lý đồ họa (GPU) từ Qualcomm (Adreno) hoặc Arm (Mali), nhưng như Yoda sẽ nói, có một thứ khác.
Bạn có thể đã nhận thấy tên PowerVR liên quan đến một số bộ xử lý Android. PowerVR là một loạt GPU từ Công nghệ Tưởng tượng. Bộ xử lý MediaTek Helio P90 sử dụng PowerVR GM9446, MediaTek Helio X30 sử dụng PowerVR 7XTP-MT4 và Helio P22 sử dụng PowerVR GE8320. Các bộ xử lý MediaTek khác bao gồm Helio P35, Helio X10 và MT8183 (được tìm thấy trong Amazon Kindle Fire HD) cũng sử dụng GPU PowerVR.
Nó cũng không chỉ là MediaTek. Unisoc SC9861G-IA sử dụng PowerVR GT7200. Dòng Intel Intel Atom có một số model với GPU PowerVR. PowerVR cũng có thể được tìm thấy trong các bộ xử lý từ Allwinner và Rockchip.
Con voi trong phòng là Apple. Cho đến gần đây, Apple đã tích hợp GPU Tưởng tượng vào các bộ xử lý dòng A của mình. Bộ xử lý Apple A4, được tìm thấy trong iPhone 4, đã sử dụng PowerVR SGX 535. A5 và A6 sử dụng PowerVR SGX543, A7 sử dụng PowerVR G6430, A8 sử dụng GX6450 và A9 sử dụng GT7600. Và đó là nơi tất cả kết thúc khá đột ngột. Trong khi A10 có thể đã sử dụng một số loại GPU lai tùy chỉnh, mối quan hệ của Apple với Tưởng tượng đã thay đổi mạnh mẽ. Kết quả là một biến động cho công ty ở cấp độ thương mại. Có những thay đổi ở đầu (CEO và CFO), công ty đã bán bộ phận CPU MIPS của mình và cuối cùng phần còn lại của công ty đã được mua lại bởi Canyon Bridge, một quỹ đầu tư tư nhân tập trung vào Trung Quốc.
Con voi trong phòng là Apple.
Tuy nhiên, GPU PowerVR đã không chết, và nó có khả năng có một tương lai tươi sáng. GPU được tìm thấy trong không chỉ điện thoại thông minh. Tất cả cách thức của các thiết bị từ hộp set-top, TV thông minh, hệ thống thông tin giải trí trên xe hơi và thiết bị y tế, tất cả đều sử dụng GPU. Thứ hai, việc tiếp tục sử dụng GPU PowerVR trong các bộ xử lý mới, như Helio P90, có nghĩa là các nhà sản xuất SoC vẫn coi GPU PowerVR là một lựa chọn khả thi. Thứ ba, bối cảnh GPU hiện tại đang thay đổi và nếu Tưởng tượng có thể cưỡi sóng thì nó có thể vượt lên dẫn đầu. Thêm về điều đó sau.
Đặt tên
Đặt tên mọi thứ luôn khó khăn, nhưng một số công ty tốt hơn những công ty khác. Các cách đặt tên của GPU Qualcomm dòng và Arm Arm tương đối đơn giản. Sơ đồ đặt tên của GPU Tưởng tượng có nhiều sắc thái hơn!
Thông tin quan trọng đầu tiên là công ty hiện có hai kiến trúc GPU chính: Rogue và Furian. Các GPU dựa trên Rogue đầu tiên được phát hành vào năm 2012 với các GPU PowerVR Series6. Kiến trúc Rogue đã được tinh chỉnh và phát triển qua nhiều năm và đóng vai trò là nền tảng cho tất cả các GPU Tưởng tượng lên đến và bao gồm cả GPU 2017 Series SeriesXXE và Series9XM.
Furian là một kiến trúc GPU mới hơn, bản cải tiến kiến trúc đầu tiên của Imagination, kể từ năm 2012. Hiện tại có hai GPU Furian là PowerVR GT8525 và PowerVR GT8540. Cả hai đều là một phần của phạm vi PowerVR Series8XT, điều này hơi khó hiểu vì GPU Series9XE và XM sử dụng kiến trúc Rogue cũ hơn, cũng như Series8XE và Series8XE Plus. Hiện tại không có bộ xử lý di động nào được sử dụng GPU Furian.
Hiểu số mô hình
GPU PowerVR thường sử dụng số kiểu bốn chữ số. GPU trong Helio P90 là GM9446, trong khi Helio P22 sử dụng GE8320. Tất cả những con số đó có ý nghĩa gì?
Chữ số đầu tiên là số dòng sê-ri. Vì vậy, tất cả các bộ xử lý trong phạm vi Series8XE và XE Plus đều bắt đầu bằng 8. Các bộ xử lý trong phạm vi Series9 bắt đầu bằng chín, v.v.
Chữ số thứ hai cho biết có bao nhiêu pixel được xử lý trong mỗi chu kỳ đồng hồ. Nói chung, số lượng được chỉ định là một nửa tốc độ pixel thực tế. Vì vậy, 4 4 có nghĩa là tám pixel trên mỗi đồng hồ, có nghĩa là 2 pixel có nghĩa là bốn pixel và đồng hồ có nghĩa là hai pixel trên mỗi đồng hồ.
Công ty hiện có hai kiến trúc GPU chính: Rogue và Furian.
Chữ số thứ ba là một dấu hiệu cho thấy sức mạnh xử lý của GPU. Một số nhà sản xuất GPU trích dẫn số lượng lõi lõi của Wap trong GPU.Thuật ngữ Lõi cốt lõi được mở cho một số kế toán sáng tạo và một số kỹ thuật thủ công, có nghĩa là những gì một nhà cung cấp có nghĩa là một lõi cốt lõi khác với một nhà cung cấp khác. Tôi sẽ đi sâu vào chủ đề này sâu hơn một chút trong một khoảnh khắc, nhưng chữ số thứ ba càng cao thì hiệu suất càng cao. Tốc độ khác nhau ở mọi thế hệ, nhưng đối với GPU Series9:
- 1 = 64 FL16 FLOP / Đồng hồ
- 2 = 128 FL16 FLOP / Đồng hồ
- 4 = 256 FL16 FLOP / Đồng hồ
Chữ số cuối cùng là một cờ tính năng. Ví dụ, GE8322 (lưu ý hai cái ở cuối) hỗ trợ nén bộ đệm khung PVRIC (thuật toán nén và giải nén không mất dữ liệu PowerVR), trong khi GE8340 (lưu ý số 0), không hỗ trợ nó.
Lõi, đơn vị thực thi, ALU
Cách đây rất lâu, trong một vũ trụ xa, rất xa, GPU đã sử dụng hai loại shader khác nhau. Các shader của Vertex, chịu trách nhiệm thực hiện các phép biến đổi trên danh sách các điểm (đỉnh) từ thế giới 3D sang thế giới 2D của màn hình phẳng; và Pixel shader, tính toán màu của pixel dựa trên thông tin ánh sáng và kết cấu. Các shader này có thể lập trình được và nhìn chung có nhiều shader Pixel hơn các shader của Vertex.
Các shader được gọi là lõi và với sự ra đời của Mô hình đổ bóng hợp nhất, trong đó một shader có thể hoạt động như một shader Vertex hoặc shader Pixel, thuật ngữ lõi càng trở nên phổ biến hơn.
Khi GPU được thiết kế tiên tiến, hình dạng của các lõi này bắt đầu biến đổi. Trước đây, một lõi shader duy nhất chứa tất cả logic cần thiết, bao gồm lập lịch, thực thi và gửi các lệnh chạy trên shader (vì chúng có thể lập trình được). Để tăng thông lượng, các nhà thiết kế GPU đã bắt đầu tăng một số phần nhất định của thiết kế đổ bóng, làm cho chúng trở nên tốt hơn ở giữa. Điều này có thể tăng gấp đôi hoặc gấp bốn lần thông lượng của lõi shader, nhưng bây giờ câu hỏi đặt ra là có một lõi với bốn đơn vị thực thi hay bốn lõi.
Trong GPU PowerVR, các bit thực hiện phép toán thực tế được gọi là Đơn vị logic số học (ALU). Chúng có hương vị 16 bit và 32 bit và được nhóm lại thành cụm.
PowerVR GX6650 có sáu cụm với tổng số lõi ALU 192 32bit (FP32), có nên gọi là GPU lõi 192 không? Có lẽ kế hoạch đặt tên Tưởng tượng là cách tiếp cận tốt nhất sau tất cả!
Bối cảnh GPU đang thay đổi
GPU từng có một công việc và một công việc duy nhất, đồ họa 3D, nhưng lần chúng là một thay đổi. GPU hiện xử lý tất cả các loại nhiệm vụ song song cao trong điện toán khoa học và học máy. Hầu hết điều đó vẫn xảy ra trên các siêu máy tính hoặc trên các máy được xây dựng với nhiều card đồ họa cao cấp. Tuy nhiên, nó đang bắt đầu chảy xuống GPU di động. Điện thoại thông minh hiện đại có thể chạy các mô hình suy luận mạng thần kinh, cho những thứ như nhận dạng đối tượng trong ứng dụng camera. Bản thân Android hiện có API mạng thần kinh có thể sử dụng GPU, nếu có trình điều khiển phù hợp.
GPU PowerVR là một phần của những cảnh quan thay đổi này và tương thích với mạng nơ-ron HAL của OpenCL và Android. Nếu chạy một mạng nơ-ron trên GPU là đủ, thì Imagination cũng có một bộ tăng tốc mạng thần kinh hỗ trợ mạng nơ-ron Android HAL, Caffe và TensorFlow.
Và sau đó là Raytracing.
Sau đó là raytracing. Nvidia đã đưa ra tiêu đề gần đây với GPU máy tính để bàn có khả năng thực hiện raytracing thời gian thực. Là một người bồi dưỡng, raytracing là một kỹ thuật mà theo dõi trên đường đi của tia sáng qua môi trường 3D. Nó nhằm mục đích bắt chước chặt chẽ vật lý thực tế của ánh sáng. Kết quả là hiệu ứng ánh sáng, bóng tối, phản xạ và khúc xạ rất thực tế.
Tưởng tượng đã dẫn đầu trong lĩnh vực raytracing dựa trên phần cứng trong nhiều năm và trong khi nó chưa có trong bộ xử lý di động của công ty, thì nó chắc chắn đã có chỗ đứng trên máy tính để bàn. Tưởng tượng hiện không bán card đồ họa raytracing cho máy tính để bàn, nhưng nó đã sản xuất một số phần cứng di động bằng chứng bao gồm PowerVR GR6500.
Bạn có thể tự hỏi làm thế nào một công ty không bán bất kỳ phần cứng raytracing thực tế nào có thể trở thành một nhà lãnh đạo trong lĩnh vực raytracing dựa trên phần cứng. Câu trả lời là sở hữu trí tuệ. Tưởng tượng không tạo ra chip, tất cả công nghệ GPU của nó được cấp phép bởi các nhà sản xuất chip, như MediaTek, và được tích hợp trong bộ xử lý di động cùng với CPU và các bộ phận khác.
Điều tương tự cũng có thể đúng với các kỹ thuật và công nghệ phần cứng raytracing của nó. Tưởng tượng đã không đưa ra thông báo công khai nào về việc ai cấp phép cho công nghệ raytracing của nó, nhưng chúng ta có thể suy đoán!
Thị trường GPU di động là chất lỏng. Hợp đồng được thắng và hợp đồng bị mất. Các nhà sản xuất bộ xử lý di động luôn tìm kiếm một lợi thế so với đối thủ của họ về hiệu suất, hiệu quả năng lượng, chi phí và tính năng. Trong khi Imagination và Apple có mối quan hệ khác ngày hôm nay, các nhà sản xuất chip khác cần các bộ phận GPU, bao gồm MediaTek. Ngoài MediaTek còn có những khả năng khác, không chỉ trong thiết bị di động, mà còn ở các thị trường khác như ô tô, giải trí gia đình và y tế.
Samsung sẽ rời khỏi nhà cung cấp GPU hiện tại của mình chứ? Còn Huawei thì sao? Vẫn còn một nơi cho PowerVR cùng với CPU máy tính bảng Intel của Intel? Thế còn Unisoc hay Xiaomi, Pinecone, hay thậm chí là tin đồn lặp lại tiếp theo của bộ vi xử lý LG Lầu NUCLUN thì sao?
Gói (lại
GPU PowerVR là tùy chọn GPU thay thế của hệ sinh thái Android sau các dịch vụ từ Qualcomm và Arm. Chúng ta vẫn chưa thấy GPU di động dựa trên Furian trong một con chip thực tế và thật thú vị khi nhìn thấy một GPU. Với sự ra đời của học máy di động và những lời hứa về công nghệ raytracing có thể có trong bộ xử lý di động, tất cả chúng ta sẽ khôn ngoan để theo dõi Trí tưởng tượng, bởi vì tất cả chúng ta có thể ngạc nhiên khi thấy GPU PowerVR xuất hiện tiếp theo!
