微軟AR裝置HoloLens內(nèi)部芯片揭密

　　微軟(Microsoft)近日首度透露了其擴增實境(AR)頭戴式裝置HoloLens內(nèi)部的客制化視覺處理器晶片細(xì)節(jié);該款晶片的處理能力達到每秒1兆(trillin)次畫素運作(pixel-operations)，功耗比采用代號Cherry Trail的英特爾(Intel) Atom系列核心之主機處理器的4W還低。

　　該HoloLens處理單元(HPU)融合來自5個攝影機鏡頭、一個深度感測器以及運動感測器的輸入資訊，將之壓縮并傳送到Intel的主處理器SoC;此外HPU還能辨識手勢以及涵蓋多個房間的地圖環(huán)境。微軟在今年稍早介紹了HoloLens的主要功能內(nèi)容，但并未公開其HPU細(xì)節(jié)。

　　微軟評估了包括來自Movidius等供應(yīng)商的市售電腦視覺晶片，卻發(fā)現(xiàn)并沒有任何一款產(chǎn)品能以其要求的性能、延遲以及功耗目標(biāo)處理所有演算法;而后來的客制化HPU是采用28奈米臺積電(TSMC)制程，內(nèi)含24顆Tensilica數(shù)位訊號處理器(DSP)核心以及8Mbyte的快取記憶體， 在尺寸僅12x12mm的晶片封裝中納入了6,500個邏輯閘以及1Gbyte容量的LPDDR 3。

　　HPU的運算引擎整合了Tensilica DPS核心以及多個加速器

　　在近日于美國矽谷舉行的Hot Chips大會上介紹HPU的微軟杰出技術(shù)人員Nick Baker表示，選擇Tensilica核心有部份原因是考量其彈性，微軟在核心中添加了300個客制化指令集：“如果你無法添加客制化指令集，最后可達到的數(shù)學(xué)運算密度不會是你需要的。”

　　HPU晶片混合采用獨立的加速器(accelerator)，以及與DSP核心緊密耦合的加速器，在一個純軟體版本達到整體200倍的加速;Baker表示：“我們盡可能按照需要采用可編程元素以及固定的功能硬體，以達到我們需要的性能目標(biāo);”晶片的軟體程式碼包含多樣化的演算法:“具備不同的成熟度、數(shù)學(xué)運算以及記憶體存取模式。”

　　Baker透露，HoloLens的開發(fā)分成硬體、軟體、使用者體驗與性能等不同團隊同時進行：“我們在這個專案上將共同設(shè)計發(fā)揮到極致;”他并強調(diào)，微軟內(nèi)部就有能力可將軟體模擬(simulation)測試結(jié)果，轉(zhuǎn)化為也能在最終硬體成果上執(zhí)行的硬體模擬(emulation)程序：“所有工作都在Windows 10開發(fā)期間同時進行。”

　　在3月份上市、定價3,000美元的HoloLens開發(fā)套件就內(nèi)含了HPU;不過對于HPU是否將有更新計畫，或是微軟何時會推出消費者版本的HoloLens，Baker婉拒發(fā)表意見。展望未來，Baker認(rèn)為設(shè)計工程師們會將頭戴式裝置進一步推向8K解析度，以及支援更寬廣的視野。

　　“注視點渲染(Foveated rendering，也就是將使用者目標(biāo)聚焦范圍以外的任何景物維持模糊化的一種方法)可望變得越來越普及…以及各種不同解析度的顯示器也可能出現(xiàn);”Baker表示：“我們需要思考這樣的趨勢對GPU、互連技術(shù)以及面板產(chǎn)業(yè)等整個供應(yīng)鏈會帶來什么影響。”