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[原创]PowerVR Series7 GPU凭teraflop级性能及可扩展性满足广泛应用需求

关键词:可扩展行 GPU CPU IP核

时间:2015-01-14 10:04:48      来源:世界电子元器件

身为世界三大硅知识产权(Silicon IP)公司之一的Imagination Technologies公司2014年在CPU领域持续发力。继在2月推出首款内置硬件虚拟化技术的微控制器(MCU)级CPU IP内核——入门级MIPS M-class M51xx内核后,同年7月和9月,分别发布了新款PowerVR Series5XE GX5300内核和MIPS I-class I6400 CPU系列产品。

身为世界三大硅知识产权(Silicon IP)公司之一的Imagination Technologies公司2014年在CPU领域持续发力。继在2月推出首款内置硬件虚拟化技术的微控制器(MCU)级CPU IP内核——入门级MIPS M-class M51xx内核后,同年7月和9月,分别发布了新款PowerVR Series5XE GX5300内核和MIPS I-class I6400 CPU系列产品。近日,Imagination Technologies宣布最新一代的PowerVR Rogue GPU架构及其完整的GPU产品系列PowerVR Series7,可从16个算术逻辑单元(ALU)内核扩展到512个,具备优异的可扩展性、效率以及性能。

PowerVR Series7是专为支持从可穿戴设备和物联网(IoT),到汽车、移动和消费电子产品,以及高性能GPU运算应用等广泛的下一代产品所设计。这款高度可配置、可扩展的GPU能满足多样化市场的不同需求,并具备完整的硬件虚拟化、Android Extension Pack(AEP)支持、硬件镶嵌(tessellation)等新特性,以及几何着色器、可节省带宽/功耗的PVR3C三重压缩技术和完整的ASTC(可调式扩展纹理压缩)支持等经过验证的特性。Series7还包含Imagination先进的动态内核PowerGearing技术,以及集群级(cluster level)的电源管理功能。

Imagination市场营销执行副总裁Tony King-Smith表示:“随着各种图形功能设备已成为我们日常生活的一部分,仅提供单点解决方案的方式已不再可行了。每个新世代都需要从低端到高端的创新GPU技术,才能满足多样化应用的需求。凭借PowerVR Series7的推出,我们不仅增强了我们的架构,还以优化设计套件(Design Optimization Kit)等工具强化了对IP的支持,可快速完成实体与性能的优化设计。这能让我们的合作伙伴针对各种市场应用,根据功耗、性能和面积的最佳平衡来选择最合适的解决方案。”

优异的多集群可扩展性

PowerVR Rogue架构可通过线程、内核和集群进行扩展。Rogue采用最多由32个多线程ALU内核组成的集群,能与位于屏幕相同区域上的专属纹理单元紧密合作。这一做法能确保所有的内存读取都是相互关联、且有效率的,与传统的多核方式不同,过去由于这些多核是在屏幕的不同区域中各自运作,并没有充分协调,因此会造成许多分散式的内存读取以及无效率的DRAM使用。

显著的架构性能提升

与前一代相同配置的PowerVR Series6XT/6XE GPU相比,为Series7XT和Series7XE GPU进行最新的业界标准基准测试显示,最高可达到60%的架构性能增益,再次保持并扩大了PowerVR作为市场最高效率、最高性能以及最低功耗GPU的声誉。应用程序开发人员能将Series 7杰出的平行处理能力充分运用在图形和GPU运算任务上。Series 7架构的增强功能包括:

•指令集增强包括增加双指令运行(co-issue)功能,可提升应用程序性能并增加GPU效率;

•新的分层式布局架构,能在除了增加时钟频率之外实现可 扩展的多边形处理能力与像素填充率提升;

• GPU运算设定与缓存处理能力提升,可增加300%的平行处理性能。

Series7XT:支持从100 GFLOPS到1.5 TFLOPS的可扩展性

PowerVR Series7XT系列GPU是专为下一代用户界面、3D游戏和GPU运算提供高性能与用户体验所设计的。Series7XT针对中端与高端应用,包括智能手机和平板电脑、UltraHD TV和机顶盒、游戏机和高性能服务器。将

AEP和10位YUV支持视为标准功能,Series7XT GPU是以2个到16个集群为基础,每个集群中包含32个多线程、多任务ALU内核,其高端配置能达到teraflop等级的性能。此系列GPU包括含2个集群的GT7200、含4个的GT7400、6个的GT7600、8个的GT7800、以及16个的GT7900,其他配置也可提供。

Series7XE:优化的面积、效率和功能可配置性

Series7XE GPU是以最多包含32个多线程、多任务ALU内核的单一可扩展集群为基础,能将最新的游戏和应用程序带到受功耗和成本限制的设备,包括入门级到中级的移动设备、电视、机顶盒和可穿戴设备,以及日益要求能以优惠价格提供高品质UI的各类产品,包括复印机、打印机、消费性和其他企业用设备。Series7XE是能与AEP相容的最小GPU,而且,与高性能Series 7XT系列相同,能搭配不同的配置选项,例如HEVC所需的10位YUV支持,使其成为入门级UltraHD TV等应用的理想方案。此系列GPU包括含16个内核的GE7400,以及含32个内核的GE7800。

硬件虚拟化与多域安全性

随着连网世界的持续进展,安全性的重要性也日益升高,任何一个环节的破绽都将影响整个系统的安全性。不论在宏观层面、元件层面还是SoC层面,这都是事实。在SoC中,特别是当行业朝着异构处理架构转移时,在每个处理单元中内置安全性已成为必须。Imagination开发中的异构处理安全架构便是专为适应新兴连网应用的隐私与安全需求所设计。为此,PowerVR Series7也加入了MIPS Warrior CPU的行列,均支持完整的硬件虚拟化技术,并对支持多个独立安全内容与运行域进行了优化设计。

在GPU中内置独立于CPU的硬件虚拟化技术,能为不同市场的客户带来更高的价值,例如汽车厂商可开发出能在相同平台上独立、且可靠运作的仪表盘和信息娱乐系统。对Android手机和平板电脑来说,硬件虚拟化能让使用者的个人银行账户与其他资料区隔,例如可穿戴设备收集的健康资讯。

能实现优化设计的功能可扩展性

使用者采用Series 7时,可根据其设计需求选用特定的功能,无需为用不到的功能耗费成本:

• Android Extension Pack (AEP):针对瞄准Android应用的客户,能在此新款GPU中发挥具备完整硬件镶嵌功能的AEP,以及原生的OpenGL ES 3.1支持。此新套件能确保内容与Android 5.0 ‘Lollipop’版本的最大相容性。

• DirectX 11 Feature Pack:针对瞄准微软操作系统的客户,适用于Series 7XT GPU的此套件可提供完整的DirectX 11.2特性组合,这是以Imagination多年来通过市场验证的DirectX支持为基础。

• OpenCL FP64 Feature Pack:针对将Series 7XT用于高性能服务器运算的客户,此套件能在每个集群中提供一个可扩展的64位浮点运算协同处理器。

软件与工具支持

Imagination可为开发人员提供跨平台PowerVR SDK的免费读取,这是专为支持所有3D图形应用开发所设计的;并提供能简化3D图形与GPU运算应用开发的工具和公用程序。开发人员能加入PowerVR Insider社区,免费下载SDK。

内置PowerVR Series7 GPU的SoC可利用Hypervisor来发挥GPU中的虚拟化技术,以构建真正的异构安全性。

供应情况

PowerVR Series7XE和Series7XT GPU即日开始提供授权。Imagination已与多家PowerVR Series7的先期授权伙伴展开合作。Imagination PowerVR Series7XT和Series7XE GPU用的实体设计优化设计套件(DOK)也已就绪,能为客户提供优化功耗、性能和面积(PPA)的灵活性。Imagination DOK包含优化设计参考设计流程、合作伙伴的调校单元库、特征化数据与文件。

GEC

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