上周我們推出了一款新的GPU，即IMG CXM。它的三種配置可擴(kuò)展，為可穿戴設(shè)備和高級(jí)數(shù)字電視等多種消費(fèi)設(shè)備提供無縫用戶界面。

消費(fèi)級(jí)設(shè)備需要GPU提供什么？

涵蓋智能手表和智能眼鏡的可穿戴市場為移動(dòng)中的消費(fèi)者提供了易于訪問的信息。鑒于屏幕尺寸小，為了獲得好得體驗(yàn)，界面必須即時(shí)響應(yīng)指尖的觸摸或聲音。就智能眼鏡而言，這可能涉及一定程度的邊緣人工智能，而考慮到SoC 和電池必須舒適地戴在手腕上時(shí)，這是不小的挑戰(zhàn)。最重要的是，可穿戴設(shè)備必須持續(xù)運(yùn)行一整天。電池管理至關(guān)重要。智能音箱市場正在不斷發(fā)展。目前出貨的許多設(shè)備更像是一款平板電腦，內(nèi)置高品質(zhì)揚(yáng)聲器和語音識(shí)別等人工智能功能。在家里，這樣的設(shè)備正在替代冰箱上的日歷和柜臺(tái)上的食譜。它們也會(huì)是一款用于視頻通話的設(shè)備，帶有自動(dòng)對(duì)焦攝像頭，使用戶可以在旅途中與家人和朋友保持聯(lián)系。這需要GPU 提供出色的圖形以及 1-10TOPS 的計(jì)算性能來支持 AI 功能。為了吸引消費(fèi)者的注意力（以及獲取訂閱費(fèi)），Netflix和 Disney+ 等內(nèi)容提供商正在升級(jí)他們的電視應(yīng)用程序。他們的最新版本具有豐富的 HDR色彩，文本鋸齒狀邊緣的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返，同時(shí)應(yīng)用程序的導(dǎo)航反應(yīng)靈敏 (60FPS+) 且直觀。面向這一市場應(yīng)用的GPU 需要功能豐富,能夠處理大屏幕的渲染需求，但無法將總SoC 成本降到 20 美元的最佳價(jià)格。對(duì)于所有這些用例，面積效率、功耗效率和以圖形用戶界面為中心的設(shè)計(jì)都是GPU 的必備條件。IMG CXM 的性能密度比上一代BXM 內(nèi)核提高了 50% ，再加上根據(jù)圖形用戶界面(GUI) 需求量身定制的功能集，使該 GPU 系列非常適合上述的應(yīng)用市場。可用的三種 IMG CXM 配置包含：

CXM-2-64 ：支持完全原生 HDR 應(yīng)用程序的最小 GPU，達(dá)到 2ppc 和 64 FLOPS 的性能

CXM-4-64 ：具有 4ppc 和 64 FLOPS 性能的高效 GPU 核

CXM-4-128 ：適用于高端消費(fèi)設(shè)備的性能密集型選項(xiàng)，達(dá)到 4ppc 和 128 FLOPS 的性能

HDR 圖形用戶界面

支持 HDR（高動(dòng)態(tài)范圍/HDR10）的設(shè)備可以更好地渲染明暗區(qū)域之間的內(nèi)容個(gè)，實(shí)現(xiàn)明顯的對(duì)比度。HDR 內(nèi)容每像素可以呈現(xiàn) 10 億種顏色（而不是SDR 的 1600 萬種），從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的色彩匹配，并在屏幕上顯示更接近于眼睛在現(xiàn)實(shí)生活中看到的景象。

內(nèi)容提供商不僅將 HDR 視頻流式傳輸給支持HDR 視頻設(shè)備的用戶，他們的應(yīng)用程序還在 GUI 中采用 4K 和 HDR 以提供無縫的視覺體驗(yàn)。從用戶從打開流媒體應(yīng)用程序到劇集結(jié)束時(shí)，顯示的圖形質(zhì)量始終保持一致。IMG CXM 是Imagination 系列中唯一一款為 HDR 內(nèi)容提供原生支持的 GPU；更準(zhǔn)確地說，IMG CXM 為數(shù)字電視 HDR 圖形用戶界面提供 RGBA10-10-10-10 和 YUV10 表面/紋理支持。在下圖中可以清楚地看到HDR 的影響，其中較高比特率的圖像具有較少可見的條紋。

8-bit RGBA(SDR) 與 10-bit RGBA(HDR)

微幀緩沖壓縮技術(shù)

IMG CXM 也是唯一一款采用 Imagination 第二代微幀緩沖壓縮解決方案——TFBCv2的 GPU。

幀緩沖區(qū)壓縮和解壓縮對(duì)芯片面積大小和電源管理至關(guān)重要。通過在將圖像數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存或從內(nèi)存讀取時(shí)壓縮圖像數(shù)據(jù)，可以降低整體 GPU 的總帶寬消耗。Imagination GPU 基于分塊的延遲渲染架構(gòu)。我們的壓縮解決方案在逐個(gè)分塊的基礎(chǔ)上工作，其中每個(gè)分塊可以獨(dú)立于周圍的分塊實(shí)現(xiàn)不同的壓縮率。這意味著與低細(xì)節(jié)區(qū)域相比，圖像的更具細(xì)節(jié)的區(qū)域可以被壓縮得更少。Imagination 還具有有損/無損雙管道壓縮。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者設(shè)置壓縮率目標(biāo)，如果一個(gè)分片可以使用無損算法實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，它就會(huì)壓縮數(shù)據(jù)而不會(huì)發(fā)生視覺變化。如果不是，則使用有損算法壓縮分片。這提供了有保證的壓縮率，可以平滑GPU 的帶寬使用并減少圖像緩沖區(qū)內(nèi)存占用——這對(duì)于小面積、低成本的消費(fèi)類設(shè)備至關(guān)重要。微幀緩沖壓縮(TFBC) 的第一個(gè)版本隨 B 系列推出，提供三種有損壓縮率（75%- 有效完美，50% - 視覺無損，25% - 高帶寬節(jié)省）以及無損模式。與 Imagination 的高性能GPU PVRIC 圖像壓縮解決方案相比，它在更小的面積內(nèi)提供更多高質(zhì)量模式。TFBCv2 提升了 75%、50% 和 25% 壓縮模式的視覺質(zhì)量，并優(yōu)先考慮平滑的幀率。它還增加了一種新的質(zhì)量模式，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來更大的靈活性：37.5%的適中帶寬節(jié)省模式。下面的演示視頻顯示了不同壓縮模式在視覺質(zhì)量和內(nèi)存帶寬消耗方面的差異。

生態(tài)是一切

電視和智能家居市場都有自己的生態(tài)系統(tǒng)，Imagination 積極參與其中，并與移動(dòng)市場的生態(tài)系統(tǒng)有很大的重疊，Imagination是出貨量最高的 GPU IP供應(yīng)商之一，在移動(dòng)市場有著深厚的根基。例如，許多可穿戴設(shè)備、數(shù)字電視和智能家居設(shè)備都在 Android 上運(yùn)行，而十五年來，ImaginationGPU 一直支持 Android 的設(shè)備。

隨著 Android 擴(kuò)展到移動(dòng)市場之外的更多領(lǐng)域，Imagination 開發(fā)了其 DDK 以在任何設(shè)備上實(shí)現(xiàn)基于Android 的體驗(yàn)。這包括基于 RISC-V 的設(shè)備，谷歌在 2022 年 12 月確認(rèn)其為一級(jí)架構(gòu)。Imagination GPU是RISC-V 架構(gòu)的理想搭檔。

基于 Imagination 自己的Catapult 系列 CPU ，我們的團(tuán)隊(duì)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有廣泛的了解，我們的 GPU 已經(jīng)過優(yōu)化以與 RISC-V 應(yīng)用處理器適配，目前已有多款搭載IMG GPU 和第三方 RISC-V CPU 芯片成功流片并出貨。

IMG CXM-2-64、CXM-4-64 和 CXM-4-128GPU 目前已開放授權(quán)許可。更多有關(guān)產(chǎn)品的信息，可留言或聯(lián)系我們。