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          Imagination:SoC IP技術賦能未來硬核科技創(chuàng)新

          作者: 時間:2022-11-11 來源: 收藏

          在龐大的半導體細分產業(yè)鏈中,是其中最特殊的一環(huán)。正是借助眾多的,才讓半導體發(fā)展的步伐如此之快。是整個半導體上游產業(yè)鏈里面的核心,根據統(tǒng)計數據可以發(fā)現,每一元芯片能撐起200多元的社會經濟,而每一元的IP,能支持20000元的社會經濟價值,所以IP公司的存在是必要的。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202211/440337.htm

           

          隨著芯片復雜度不斷提升,特別是芯片進入時代使得系統(tǒng)對各個環(huán)節(jié)技術要求越來越高,對一些中小型公司、創(chuàng)業(yè)公司來說,他們需要在成長過程中專注核心領域,沒辦法提供整個完整的技術,所以它需要IP公司的支持,IP公司能協助它,讓它突出優(yōu)勢,協助他們完成。在EEVIA第十屆年度中國硬科技媒體論壇暨2022產業(yè)鏈研創(chuàng)趨勢展望研討會上,產品市場高級經理黃音就詳細分享了“SoC IP技術如何賦能未來硬核科技創(chuàng)新”相關的技術內容。

           

          作為一家以前主要為嵌入式例如手機領域提供處理器IP的企業(yè),創(chuàng)新的焦點一是性能,二是功耗以及它們之間的平衡。面對國內內需市場的趨勢發(fā)展(臺式機,服務器、數據中心等國內的需求不斷增加),首先是開始從小核往大核走,往大規(guī)模處理能力方向擴展;第二個市場需求在于功耗,功耗的重要性在每一個領域都有;第三是帶寬,帶寬是芯片產品不可逾越的坎兒,在芯片設計中帶寬越高功耗也會相應增長;第四是安全性,手機芯片、服務器、都需要安全措施去保障數據不被泄露。

             針對這些市場趨勢,作為一個IP核的供應商,需要思考怎么在技術層面進行創(chuàng)新。

              第一方面,靈活性和可擴展性。確保IP的可擴展性,Imagination還有低耦合多核技術,它不像一般的SoC需要有中心的核去控制其它核的工作,我們這里是低耦合技術,每個核有相同等級的權重和功能,所以我們的信號不需要一定經過中心的核,這樣可以節(jié)省能耗和帶寬。分塊延遲渲染(TBDR)技術也是Imagination最早提出的技術,是里核心的技術,分塊技術能把負載在高性能上高效分布?,F在業(yè)內的SoC芯片大多數都采用的是硬件壓縮技術,那Imagination的GPU IMGIC硬件壓縮技術特點是什么呢?Imagination提供了多達四種壓縮等級:從像素完全無損模式,到可確保 4:1 或更佳壓縮率的帶寬極省模式。也就是除了無損壓縮之外,我們還能做有損壓縮,例如25%的有損、50%的有損、75%的有損,而且有損壓縮之后,肉眼看起來跟原圖沒有太大的差別。此外我們的壓縮能節(jié)省大概20%到40%的帶寬。

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          Imagination是第一家實現GPU硬件虛擬化IP授權的公司,硬件虛擬化有3個好處,第一節(jié)省硬件成本,通過硬件虛擬化技術,用戶可以用單個GPU核最多支持8路虛擬OS,提高硬件利用率,這意味著用戶只需要幾分之一的硅片面積,即可滿足原有多個汽車OS的功能和性能需求。也就是實現一芯多屏。第二,更低的軟件成本。每個汽車OS都具有完整的驅動程序,并且可以以獨立和并發(fā)的方式直接向GPU底層硬件提交任務。這大大減少了CPU控制調度的程序開銷,以及軟件移植和維護的工作量。第三是安全性和健壯性。硬件虛擬化可在不同的汽車OS及其相對應的應用程序之間,提供安全隔離。非關鍵OS的應用程序的失效絕對不會影響到關鍵OS。除了隔離,還支持對多個汽車OS和應用之間,靈活地調整業(yè)務優(yōu)先級和分配GPU性能。我們這一項技術已經在廣泛應用于眾多車型中。

           

              基于固件的GPU,這是Imagination首創(chuàng)的,在GPU里面有一個小的固件的核,這個核存放了固件,它的主要作用首先可以做很多本地的事務,同時Offload host CPU部分的工作,減少Host CPU的負載;其次在GPU出錯的時候,它能夠采集全部的數據日志,并做一些錯誤分析;此外它還能進行一些Debug工作,因為我們有GDB的口,可以連接到GPU的寄存器;另外基于固件的核還能通過GPIO,做一些用戶需要的自定義業(yè)務。例如,連接外部的攝像頭、AI或壓縮解壓縮的設備,進行功耗的控制。

           

          回頭看看過去的50年,是算法和算力的50年。計算的創(chuàng)新和演進除了可擴展性和靈活性之外,第二點是效能、效率,第三點就是它的可編程性。在軟件上,Imagination有行業(yè)標準的一些API工具,支持不同的語言,支持不同的API,Imagination能夠有一些可視的工具,還有一些Debug的設備,而且可以去做一些建模,能夠針對不同的AI應用場景需求,來做不同的部署和計算。

           

          因為數據大爆發(fā)和AI計算的需求,SoC芯片公司追求更高性能、更低功耗、更節(jié)省帶寬。在SoC的整體設計上,需要采用異構解決方案。異構需要把不同類型的核進行集成,像CPU、GPU、NPU、神經網絡加速單元等進行疊加,進行專業(yè)分工和更先進的處理,在服務器、自動駕駛的汽車、深度神經網絡或者機器學習、人臉識別上,還有非常多的應用上,比如之前有一些行業(yè)伙伴,有些應用軟件公司,他們應用的軟件已經達到了非??梢暬?、立體的效果,但它的硬件無法驅動,所以這就是硬件和驅動層面的工作需要去提升。

          Imagination在AI領域研發(fā)也有十年的歷史,擁有業(yè)界領先的神經網絡加速器,這是一個極高效率的純硬件加速器,也是對GPU計算的一個補充,就是有部分的,比如專有的一些神經網絡層,直接放到AI上來做加速。有一些網絡例如非最大值抑制、典型圖形運算,都需要通過GPU來做,所以Imagination的GPU和AI是相互做配合的計算。在軟件方面,面對多核異構,Imagination有自己的IMGDNN中間件,往上能支持各家的運算庫,框架,不同的模型和算子。往下能夠到Imagination的NC-SDK層,這層是異構計算的核心部分,主要支持GPU和NNA的DDK,從而驅動硬件。

                Imagination一直是致力于做高性能的SoC IP核的公司,我們一直追求的就是最佳的PPA, 高性能,低功耗。我們的IP不僅適用于移動端,也同樣適用于桌面服務器等高性能領域,我們跟隨市場,追求可擴展性、靈活性,同時也有非常高的效率。 




          關鍵詞: Imagination SoC IP GPU

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