IMG DXD——这个专为桌面端量身打造的GPU IP，都有哪些杀手锏？

提及Imagination，大众可能并不是很熟悉。但搭载其IP的设备早已出现在多种应用场景：移动和消费、汽车、数据中心和桌面、CPU等等。近日，Imagination又发布了一款具有重要里程碑意义的产品： IMG DXD 。作为支持 DirectX 的高性能 GPU IP 新产品线的首款产品， IMG DXD对PC和台式机市场具有至关重要的意义。
 
用其客户象帝先计算技术（重庆）有限公司董事长唐志敏的话形容："中国市场对通用、好用、高性能、低功耗的显卡有明显的需求。象帝先很高兴看到，Imagination 在其全新发布的 IMG DXD GPU IP 产品中增加了必要的桌面功能，如对 DirectX 的支持和对流行游戏的优化，这跟我们的思路是一致的。”
 
那么，这个被Imagination和客户寄予厚望的 IMG DXD ，究竟有哪些特性呢？
 
IMG DXD：为台式机、笔记本电脑和云游戏图形体验量身定制

最新的IMG DXD专注于PC桌面端应用，Imagination创新技术副总裁Kristof Beets介绍，所谓的桌面端应用包括主流PC游戏和内容制作， Android、Linux 和 Windows 云游戏的体验和开发，以及专业应用领域。尤其针对不断扩大的云游戏市场。
 
 
  
 
云游戏市场发展不容小觑，近年来用户数在不断攀升，预计到2027年，中国游戏玩家数量将超过7.3亿，与此同时，对服务器GPU单元的需求也将随之大幅上升。为了满足这一发展趋势需求，Kristof Beets觉得，GPU需要重点关注玩家体验、同时支持的玩家数量、以及运营成本问题，显然，高能效、功能丰富、可同时支持多用户的显卡是大家所需的。
 
最新推出的IMG DXD， 其单核性能是目前在 PCIe  factor板上推出的图形处理器 IMG BXT 的 2.25 倍，其双核配置可提供高达144 GTexel/s的纹理填充率，并能够提供4.6 TFLOPS FP32@1GHz、9.2 TFLOPS FP16@1GHz、18TOPS AI 性能，足以满足主流游戏玩家对流畅帧速率的需求。至此，Imagination性能产品系列家族，在BXT、CXT基础上，又新增了两名成员：DXD-72-2304和DXD-72-2304 MC2。DXD系列的命名规则也很直观，Kristof Beets介绍，第一个“D”代表产品按照ABCD规则演进和迭代，“XD”强调是桌面级解决方案，“72”指的是“纹理率”，代表着处理多少像素，同时也代表着能够处理多少屏幕，“2304”则代表着算力的速率。
 
  
 
此外，IMG DXD首次实现了对DirectX支持。基于硬件级别的 DirectX 11 Feature Level 11_0 接口实现，使得IMG DXD 可以运行主流的DirectX 11 PC 游戏以及其他基于Windows 的应用程序和手机游戏。不仅如此，IMG DXD还支持OpenGL 4.7和Vulkan API，以覆盖更广泛的PC游戏。对Imagination而言，11_0 级功能只是一个开始，持续投资增强API 覆盖范围和功能特性，助力客户拥有在台式机市场上成功竞争所需的 GPU IP是不断追求的目标。据悉，新产品已获得桌面市场的授权许可，已经授权给一些用户进行使用了。
 
 

 
与最接近的 IMG BXT 配置相比，IMG DXD 的峰值性能提高了 40-60%。性能的提升得益于在新核中增加了关键的先进功能，如双速率 FP16，可提高计算性能和能效；流水线数据主控，通过允许在处理前一个作业的同时执行新作业的设置工作，可以最大限度地减少空闲时间，节省了性能；片段着色率，可在不影响视觉体验的情况下减少每帧所需的处理量；2D 双速率纹理，可加快游戏中的后期处理效果；支持 ASTC HDR，可在使用高质量纹理时最大限度地减少带宽；基于 RISC-V 的现代固件处理器，可将 GPU 管理性能提高 40%。

 
 
“面向云服务用户，多用户、可扩展性是非常关键的，”Kristof Beets提到。IMG DXD可扩展的多核方法非常灵活。每个内核都可以作为单独的 GPU 实例独立运行，在云游戏场景中，这有助于最大限度地增加每个 GPU 可承载的游戏玩家数量。或者，利用所有单核组合在一起的运算能力，使单个用户（在云游戏或台式机场景中）获得最高质量。此外，HyperLane 虚拟化技术在此基础上更进一步，使每个核可承载多达 8 个游戏玩家，并提供全面的安全性和灵活的性能管理。

 
Imagination为客户提供了完备的 DDK（驱动程序开发套件），能够及时支持最新OS版本、最新API以及AIP扩展增强标准API功能，不断扩大API支持范围，满足不同市场客户需求。此外，Imagination也在与桌面游戏生态伙伴持续合作，包括对商业、专有和开源的游戏引擎的支持，优化对API的支持，以及与主要伙伴加速游戏内容优化。

不仅限于桌面
 
 

 
其实，Imagination在GPU方面拥有悠久的历史，最早可以追溯到 1992 年。Kristof Beets介绍，1996年到2000年，公司一直致力于PC桌面市场做开发。与此同时，游戏也一直是公司DNA的一部分，先后为世嘉Dreamcast主机提供硬件、为PlayStation Vita提供硬件、显卡。从2001年开始，Imagination开始涉足IP解决方案，希望通过“IP的方式”去解决一些移动端的问题，最终在2017年芯片出货量达到40亿颗。最近一次GPU架构变更是2019年交付的A系列。紧接着B系列的推出，使得Imagination第一步涉足到高端桌面级图形方面，而本次推出的DXD系列，就是B系列的下一代迭代。
 
公司市场副总裁 Victoria Rege介绍，Imagination专注于四个主要市场，包括移动和消费、汽车、数据中心和桌面、CPU市场。其中的每一个市场业务量都是数以百亿计的。尤其是在汽车和移动市场，公司的GPU是市场第一。采用Imagination IP芯片累计出货量累计达到了110亿。
 
Imagination致力于提供一个嵌入式GPU、CPU、AI一站式解决方案。在具有桌面功能的高性能XD GPU之外，还有注重成本/效率的XE/XM GPU，高级别、高性能、光线追踪的XT GPU以及安全关键型、同时也用于汽车市场的XS GPU。在CPU方面，Imagination开发RISC-V CPU系列产品，包括专注于效率和性能的平衡的实时CPU产品系列，以及专注高性能的CPU的产品系列。此外，在人工智能方面，公司有专用的AI硬件的、是能提高性能的同时又是低功耗的AI硬件。在所有产品和硬件之上，Imagination还提供了软件、工具和支持给客户。

 
 
满足客户面临的挑战

Victoria Rege介绍，芯片设计的复杂度正在不断的增长，开发成本也一直在上升，市场对IP的需求也有了显著增长。通过使用IP帮助客户缩短上市的时间、减少成本、同时优化功耗、性能及面积大小。在解决方案方面，Imagination重点关注以下四方面：

    1、对高级图形处理的需求：从消费类设备到云游戏，无处不在。
    2、海量数据和人工智能的激增：先进的传感器、更强的连接性和人工智能能力的飞跃发展。
    3、ADAS和自动驾驶汽车：用更清洁、更智能的汽车推动未来发展。
4、边缘计算：利用所有可用处理器的优势进行高效应用加速。
 

深耕中国

公司副总裁兼中国区总经理刘国军先生介绍，自2015年开始，Imagination就在不断提高对中国的投入和重视程度，尤其在最近三、四年，公司在中国的业务得到了快速发展。他觉得这样的结果，一方面得益于中国市场快速发展所带来的机会，同时也得益于Imagination技术为中国本地的自主设计芯片或者集成电路设计、以及生态系统所做的贡献。作为处理器IP公司，Imagination特别重视与生态伙伴的密切合作，包括：客户、应用层面，以及中间的方案、软件的开发商等。
 
对于未来的布局，刘国军觉得有主要有两方面，一方面，不断拓展产品，像最新发布的DXD系列，就从移动拓展到了桌面和数据中心领域；2017年发布的加速器NNA、光线追踪功能、基于RISC-V架构的CPU等等，都是通过产品或性能的拓展，以形成自己独特的优势。另一方面，是在应用领域的不断拓展，比如汽车和异构计算、AI领域、以及RISC-V会带来新的行业更期待的一种替代，Imagination都会关注，并为中国本地的芯片设计者提供更多的应用方面的竞争力，与芯片设计SoC以及其它的合作伙伴来建立本地生态。
 
“我们会持续重视中国市场，并做进一步的布局，”刘国军表示，"首先对齐本地半导体的发展的节奏和潜力，这是不会变的。"同时他表示，“我所说的这个节奏，包括半导体全球市场、中国市场的周期性的变化，包括投资、应用、需求等，还包括半导体设计层面的变化。对此，Imagination会及时做一些调整。但是从长远看，中国半导体市场及本地的半导体的设计业，是公司一直重点关注的生态。"