Imagination 汽車GPU解決方案可以合理地分配計(jì)算任務(wù)

6月29日 - 7月1日，SEMICON/FPD China 2023 在上海新國際博覽中心（E1-E7，T1-T3）順利舉辦。在 6 月 30 日同期舉辦的“汽車芯片高峰論壇”上，Imagination 中國區(qū)產(chǎn)品市場(chǎng)副總鄭魁出席現(xiàn)場(chǎng)，帶來了“核心車規(guī)半導(dǎo)體IP技術(shù)，推動(dòng)汽車智能化發(fā)展”的主題演講。他指出，汽車功能的融合，推動(dòng)了整個(gè)汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展，隨著汽車的智能化和電動(dòng)化，從 IC 角度來說，對(duì)整個(gè)計(jì)算架構(gòu)帶來非常大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，他分享了 Imagination 從半導(dǎo)體 IP 供應(yīng)商的角度，在汽車芯片計(jì)算架構(gòu)的探索，以及 Imagination 可提供的解決方案。

Imagination 中國區(qū)產(chǎn)品市場(chǎng)副總鄭魁

Imagination 中國區(qū)產(chǎn)品市場(chǎng)副總鄭魁首先介紹了當(dāng)前汽車發(fā)展的趨勢(shì)。他表示，近兩年汽車發(fā)展非常快，從汽車功能到整個(gè)計(jì)算架構(gòu)都有很大的變化，像“行泊一體這樣的功能已經(jīng)成為中低端車型的標(biāo)配”。同時(shí)，隨著汽車娛樂系統(tǒng)和汽車行駛等功能的融合，推動(dòng)了汽車電子電氣架構(gòu)集成化、中央化的發(fā)展，而從半導(dǎo)體 IP 角度來看，這對(duì)整個(gè)計(jì)算架構(gòu)帶來了非常大的挑戰(zhàn)，例如“計(jì)算架構(gòu)需要更強(qiáng)的擴(kuò)展性、更高的計(jì)算效率，以及更大的靈活性”。

隨后鄭魁介紹到 Imagination 是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體 IP 供應(yīng)商，目前包含GPU、CPU 和 NNA（AI）三大業(yè)務(wù)。其研發(fā)的 PowerVR GPU 架構(gòu)已有三十年的歷史，并從 2006 年開始進(jìn)入汽車市場(chǎng)，陸續(xù)發(fā)布了多款面向汽車市場(chǎng)的產(chǎn)品和技術(shù)，例如 HyperLane硬件虛擬化、IMG BXS GPU IP 系列產(chǎn)品（業(yè)內(nèi)首款符合ISO26262 ASIL B 的GPU）等，在業(yè)內(nèi)獲得了眾多客戶的認(rèn)可。目前搭載 Imagination 的 IP 產(chǎn)品的汽車芯片累計(jì)出貨量已超過 3億顆，在汽車應(yīng)用領(lǐng)域中保持著 GPU IP 領(lǐng)先的市場(chǎng)份額。

那么，基于 IP 角度及自身的產(chǎn)品，Imagination 也一直在探索未來適用于汽車芯片的計(jì)算架構(gòu)形態(tài)。鄭魁表示，CPU 通用性好，但性能密度方面相對(duì)較差；GPU 可支持大模型運(yùn)算，性能密度在 CPU 和 AI 之間；NPU 具有可編程性，擴(kuò)展性則差一些。

由于整個(gè)汽車的應(yīng)用場(chǎng)景極為復(fù)雜，“如何把 workload 很好的匹配到不同的計(jì)算單元，以及如何在 IP 架構(gòu)上把 workload 更細(xì)顆粒度的拆分和分配”，是 Imagination 思考的重點(diǎn)，異構(gòu)計(jì)算也成為 Imagination 未來產(chǎn)品規(guī)劃的方向。以 ADAS 為例，它包含了從感知、定位到環(huán)境識(shí)別、決策相對(duì)較長(zhǎng)的工作流程，而基于GPU、CPU 和 AI 的性能特點(diǎn)，可以更合理地分配計(jì)算任務(wù)。

同時(shí)，結(jié)合當(dāng)前艙駕一體的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，Imagination 可在圖形渲染和算力方面提供相應(yīng)的解決方案。在圖形渲染方面，從基礎(chǔ)的環(huán)視功能，到 HMI 交互、一芯多屏，再到支持 3A 游戲，甚至是光線追蹤技術(shù)，Imagination GPU可實(shí)現(xiàn)更好的圖形體驗(yàn)。在計(jì)算方面，Imagination 希望打造一個(gè)基于 GPU、CPU 和 AI 的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)。

鄭魁特別介紹了Imagination 汽車GPU解決方案 IMG BXS GPU 系列產(chǎn)品。該系列包括九款已發(fā)布的 IMG BXS GPU，從面積高效的 IMG BXS-4-64 GPU，一直擴(kuò)展到具有 128ppc填充率和 4TFLOPS 計(jì)算性能的 IMG BXS-32-1024 MC4 GPU。IMG BXS GPU 系列的開發(fā)遵循 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)，并通過了 ASIL-B 認(rèn)證。鄭魁表示，IMG BXS-32-1024 MC4 GPU（ 4TFLOPS ），與 4NX-MC8（100 TOPS）、RISC-V CPU（300K DIMPS）相組合，其性能遠(yuǎn)超當(dāng)前市場(chǎng)上的其他競(jìng)品。

此外，鄭魁還展示了更多 Imagination 針對(duì)汽車領(lǐng)域的 IP 產(chǎn)品，均符合汽車功能安全，GPU 包括更聚焦成本和效率的 XE/XM GPU、高性能及支持光線追蹤的 XT GPU 和 更高端的 XS GPU，2022 年推出的 RTXM-2200 CPU，以及高性能、低功耗的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器（NNA）系列產(chǎn)品。

目前，Imagination 與德州儀器、瑞薩、安霸、芯馳科技、TeleChips、Mobica 等伙伴保持著長(zhǎng)期密切合作，并在硬件、軟件層面提供全方位的支持。未來，隨著汽車電動(dòng)化、智能化的發(fā)展，Imagination 希望通過 GPU+CPU+AI 異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，為汽車芯片廠商提供更靈活的解決方案。