XS GPU系統(tǒng)產(chǎn)品亮相：專注汽車行業(yè)的終極GPU系列

作者： BENNY HAR-EVEN

在有些人看來，Imagination Technologies是在移動端領(lǐng)域的知名GPU供應(yīng)商。其實，我們的GPU適用于廣泛的市場，而汽車行業(yè)就是重要的一個。實際上，Imagination為汽車應(yīng)用處理器市場三大巨頭中的兩個提供GPU IP，占據(jù)最大的市場份額。所以，我們很興奮的宣布推出XS系列，它是專門為汽車行業(yè)設(shè)計的一系列新的GPU，我們相信它們是迄今為止最先進的汽車GPU。這是因為，新GPU產(chǎn)品系列不僅具有高性能和高能效，而且在設(shè)計上更注重功能安全。那么，這些特點意味著什么呢？

業(yè)界首款功能安全GPU產(chǎn)品系列

XS GPU產(chǎn)品系列的工藝制造經(jīng)過獨立驗證，并符合ISO 26262標準（汽車行業(yè)電子產(chǎn)品安全標準）。ISO 26262標準是以安全相關(guān)電子電氣系統(tǒng)的特點所制定的功能安全標準，旨在確保所有汽車電子器件的安全性，從而降低任何故障產(chǎn)生的影響（即便無法避免故障）。在真實的汽車駕駛中，這意味著如果系統(tǒng)發(fā)生某種非災(zāi)難性的故障，車輛仍然可以安全停車或直接開到維修中心。這就是所謂的功能安全（FuSa）。

ISO 26262包含四個汽車安全完整性等級（ASIL）；ASIL A為最低安全等級，ASIL D為最高安全等級。這至關(guān)重要。我們都知道汽車系統(tǒng)變得越來越先進和復雜，能夠獨立于駕駛員執(zhí)行很多任務(wù)，比如碰撞檢測、自動制動、自動控制巡航速度、自行改變車道以及檢測駕駛員是否清醒。這些被稱為先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。ADAS更進一步發(fā)展，我們就進入自動駕駛，這時電子設(shè)備可用來分析周圍環(huán)境并長時間控制汽車。

我們的GPU已經(jīng)應(yīng)用于今天眾多SoC中，并且符合最高安全標準，它們驅(qū)動著全球數(shù)百萬輛汽車的數(shù)字儀表盤和信息娛樂系統(tǒng)。我們不斷為每一代產(chǎn)品提高安全可靠性，而XS GPU代表全新的安全系數(shù)水平。GPU本身現(xiàn)在可以更直接納入安全認證?；诜习踩J證的GPU產(chǎn)品系列，客戶完全有信心進行更豐富、更安全的設(shè)計，也讓汽車對指令反應(yīng)更靈敏。同時，該產(chǎn)品系列也比以往所有產(chǎn)品更具成本效益。

隨著專為功能安全而設(shè)計的XSGPU產(chǎn)品系列推出，它們可以用于某些以前沒有GPU參與的車內(nèi)任務(wù)。這分為兩類：一是圖形任務(wù)，比如在儀表盤或全景環(huán)視系統(tǒng)上顯示安全相關(guān)的信息；二是用于ADAS的計算任務(wù)，通常稱為“計算”。而我們的GPU非常適用于圖形和計算任務(wù)（對于后者，我們有專用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器）。不管哪種任務(wù)，整個運行系統(tǒng)必須功能安全，必須符合ISO 26262標準。

目前，一些供應(yīng)商已經(jīng)采用功能安全CPU來執(zhí)行這些任務(wù)。因此，大多數(shù)數(shù)字儀表可以在GPU上渲染，但HMI開發(fā)人員不得不將安全關(guān)鍵部分（比如警示燈）轉(zhuǎn)換到CPU上來執(zhí)行，這導致了更復雜的工作流程。此外，CPU不是為圖形操作而設(shè)計的，因此與GPU相比，它的性能更低且能效也低。相反，如果所有的任務(wù)都保留在GPU上執(zhí)行，那么工作流程就更簡單了，這會實現(xiàn)更高的性能，讓設(shè)計者能發(fā)開出更好的畫面，即便是復雜顯示也比之前更流暢，同時不會損害任何功能安全。

為此，Imagination已經(jīng)在這方面研究一段時間了，使其GPU以及它們集成的系統(tǒng)能夠符合ISO 26262標準。在質(zhì)量管理過程中，這需要相當嚴格的要求，為此，Imagination最近達到了兩個重要的里程碑。首先是收到了來自HORIBA MIRA的ISO 26262流程一致性聲明。（HORIBA MIRA是一家汽車行業(yè)獨立測試和咨詢提供商）其次是創(chuàng)建并演示了使用OpenGL SC構(gòu)建的安全關(guān)鍵圖形軟件驅(qū)動程序2.0API，現(xiàn)有的驅(qū)動程序可以快速、輕松的進行移植操作，請查看《為什么我們要創(chuàng)造安全關(guān)鍵型的汽車GPU加速器驅(qū)動程序？》了解更多信息。

專注汽車行業(yè)的XS GPU產(chǎn)品系列亮相

那么，專注汽車行業(yè)的XS GPU產(chǎn)品系列到底有哪些特點。去年年底，我們推出了IMG A-Series，它是我們面向多個應(yīng)用市場的最新一代GPU，為圖形應(yīng)用提供更流暢的幀速率以及令人驚艷的計算性能，是中高端汽車、移動甚至桌面應(yīng)用市場的理想選擇。該產(chǎn)品系列還采用了HyperLane技術(shù)，八個獨立的硬件控制通道能夠獨立運行，安全工作負載用于多任務(wù)處理和虛擬化。同時該技術(shù)非常適合車內(nèi)多屏顯示，不管是儀表盤、娛樂信息，還是衛(wèi)星導航，單個GPU即可實現(xiàn)多任務(wù)的優(yōu)先運算，以確保最佳用戶體驗。XS GUP產(chǎn)品系列的最大優(yōu)勢是，整合了全新的安全方案與架構(gòu)，具有特定安全優(yōu)化機制，以防止暫時和永久性的故障。

與其他解決方案不同的是，我們使用硬件和軟件的組合來確保在不以任何方式損害安全性的情況下最大限度的提高性能，而不是暴力的重復（即每次操作都要重復）。這點可通過Tile Region Protecion（TRP）展示，參看下圖的數(shù)字儀表板。我們在用戶界面上直接嵌入了安全警示燈。TRP識別屏幕的安全關(guān)鍵區(qū)域，并提前對目標物標記，使我們可以在屏幕上隨著追蹤它們的位置。也就是說，屏幕顯示是動態(tài)的，并實時變化。這使儀表板設(shè)計者能夠更改屏幕顯示樣式，而我們的XS GPU對每一幀畫面的關(guān)鍵目標物進行全方位安全檢查。

這尤其適用于全景環(huán)視，在這種情況下一旦檢測到系統(tǒng)認為是安全關(guān)鍵的對象，比如路上的行人，全景環(huán)視系統(tǒng)就會成為一個安全警示系統(tǒng)。一旦識別出來該對象，不管它在顯示屏上呈現(xiàn)的位置是哪里，都將被標記為安全關(guān)鍵，并且將執(zhí)行安全渲染。我們的GPU使用基于Tile的延遲渲染（TBDR）技術(shù)來渲染圖形，在渲染之前它將屏幕分成多個平鋪元素，這樣做的另一個好處是允許我們非常高效的標記每個對象，從而降低性能消耗。雖然其他解決方案可能會將性能降低一半，但是XS GPU可實現(xiàn)全面動圖渲染，并且最大程度保證安全，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。該技術(shù)正在申請專利，將對結(jié)果進行比對，并驗證數(shù)據(jù)是否正確執(zhí)行，必要時會重復調(diào)用工作負載。

針對實際應(yīng)用調(diào)整優(yōu)化

XS系列的另一個關(guān)鍵區(qū)別在于其針對實際ADAS應(yīng)用進行了調(diào)整和優(yōu)化。當我們在構(gòu)建GPU設(shè)計時，我們與行業(yè)合作伙伴一起為實際的ADAS應(yīng)用進行優(yōu)化。如圖所示，在實際的ADAS應(yīng)用中，XS GPU的性能比競爭對手高了2倍，以及出眾的功能消耗。

XS GPU產(chǎn)品系統(tǒng)基于全新GPU設(shè)計，不僅降低汽車功耗，提升性能，還具備高度優(yōu)化的汽車安全架構(gòu)，符合ISO 26262流程一致性認證，支持OpenGL SC圖形驅(qū)動程序及相關(guān)文檔。客戶可以完全放心地構(gòu)建功能安全的SoC，且在圖形和計算方面比之前具有更好的性能表現(xiàn)。

我們很高興地宣布XS GPU產(chǎn)品系列推出，并將在未來幾個月發(fā)布有關(guān)具體內(nèi)核和配置的詳細信息。

英文鏈接：https://www.imgtec.com/blog/unveiling-xs-the-ultimate-gpu-family-for-aut...