基于深度學習的ADAS系統(tǒng)，是GPU的主力市場

在全球經(jīng)濟面臨巨大壓力之際，芯片IP公司仍將持續(xù)受益于智能汽車、5G和人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用的趨勢。

而在全球車載GPU芯片IP領(lǐng)域，Imagination的光線追蹤技術(shù)可以說是過去20年來3D圖形處理領(lǐng)域最令人興奮的創(chuàng)新之一。該公司此前已經(jīng)為汽車應(yīng)用處理器市場的三家頂級廠商中的兩家（TI和瑞薩）提供GPU IP，是市場份額最大的單一廠商。

事實上，今天在汽車行業(yè)，GPU的用例幾乎涵蓋了從ADAS到自動駕駛，從儀表到中控信息娛樂等等多個車載系統(tǒng)。而在實際大規(guī)模量產(chǎn)落地領(lǐng)域，基于深度學習的ADAS系統(tǒng)，是GPU的主力市場。

一、業(yè)界首個符合ISO26262功能安全 圖形處理和計算，是GPU在車載應(yīng)用中的獨特優(yōu)勢。

就在幾周前，Imagination宣布了針對汽車領(lǐng)域的XS系列GPU新IP，支持ADAS加速和安全關(guān)鍵的圖形工作負載。XS代表了迄今為止最先進的汽車級GPU IP，也是業(yè)內(nèi)首個符合ISO 26262標準的，專門用于滿足ADAS安全計算的產(chǎn)品。

安全關(guān)鍵圖形和計算能力是下一代車載系統(tǒng)（如全景環(huán)視、數(shù)字儀表和ADAS）的要求，XS的設(shè)計采用了一種新的安全架構(gòu)，具有獨特的計算和圖形機制，在關(guān)鍵的工作負載下可以提高2倍的性能（和市面上的產(chǎn)品相比）。

隨著汽車系統(tǒng)越來越復雜，對功能安全性的要求也越來越高。新的XS安全架構(gòu)包含TRP的專利技術(shù)，能夠確保和驗證來自GPU數(shù)據(jù)的正確執(zhí)行和傳輸。

除了同步機制之外，XS還包括硬件機制，這些機制可以跨計算和圖形執(zhí)行對安全至關(guān)重要的工作負載，同時最大化性能。

至關(guān)重要的是，這些特性都在硬件中實現(xiàn)。此外，Imagination還發(fā)布了針對汽車GPU的OpenGLSC2.0 API，使客戶能夠在安全關(guān)鍵應(yīng)用程序中受益于GPU加速。 通過硬件虛擬化解決方案，面向ADAS的下一代 GPU-PowerVR XS使多屏幕、多操作系統(tǒng)和多個應(yīng)用程序都能在一個GPU上運行而沒有性能損失。

“XS代表著我們在汽車性能方面的數(shù)量級提升，并為下一代汽車SoCs定義了一個新的基準。”Imagination市場及業(yè)務(wù)發(fā)展高級經(jīng)理鄭魁表示，這也得益于此前公司在汽車級SoCs GPU IP超過50%的市場份額。

二、人機交互的關(guān)鍵安全保護

除了ADAS應(yīng)用，GPU-PowerVR XS實際上也為液晶儀表信息提供了更好的顯示效果和性能。在自動駕駛汽車和提供駕駛員輔助的智能汽車中，它們甚至更為重要。

其中一個典型的案例，就是儀表屏幕上的安全警示燈，由于這些警示信息必須在任何時候都可用，GPU可以保護出現(xiàn)警示燈的那部分屏幕，確保不會出現(xiàn)警報顯示安全故障。

而過去，大多數(shù)數(shù)字儀表的HMI開發(fā)人員不得不將安全關(guān)鍵部分（如警示燈）轉(zhuǎn)移到CPU上運行，從而導致更復雜的工作流程，同時很難在性能上得到提升。

如果一切都可以在GPU上進行，那么工作流程就會更簡單，結(jié)果就會有更高的性能，這就使得設(shè)計者有可能創(chuàng)造出更高的分辨率，更復雜的顯示效果，最重要的是符合功能安全。 此外，GPU還可以加速在儀表上創(chuàng)建多媒體和娛樂所需的圖形。同時還可以創(chuàng)建輔助駕駛圖像，這就意味著顯示可以在圖形和視頻流之間快速切換。同時，圖形還必須快速生成冗余備份，在冗余備份中進行第二次處理，以確保功能的安全執(zhí)行。

這得益于TRP（分塊區(qū)域保護）技術(shù)，可以識別屏幕上的安全關(guān)鍵區(qū)域，并根據(jù)每個對象對它們進行標記，這尤其適用于全景環(huán)視在液晶儀表上的實現(xiàn)。一旦系統(tǒng)檢測到一個物體（比如車輛周邊有行人），環(huán)視視頻流就成為安全關(guān)鍵系統(tǒng)。

一旦識別，該對象被標記，安全渲染將被執(zhí)行，無論它出現(xiàn)在哪里顯示。Imagination的GPU使用基于分塊延遲渲染(TBDR)專利技術(shù)來渲染圖形，在渲染之前將屏幕分解成多個分塊元素。這還有一個額外的好處，即允許我們非常有效地執(zhí)行每個對象的標記，從而將性能開銷降到最低。

此外，Imagination特有的虛擬化、HyperLane、AI協(xié)同（AI Synergy）等技術(shù)在XS GPU中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過虛擬化和HyperLane技術(shù)，XS GPU可以支持多任務(wù)、多屏幕、多操作系統(tǒng)，同時所有的任務(wù)彼此隔離，從而可以確保安全性。

而通過AI協(xié)同技術(shù)，GPU可以在提供圖形處理能力的同時，使用其備用資源支持可編程AI，同時固定功能的AI運算則可以放在專用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器（例如Imagination的PowerVR 3NX NNA）上執(zhí)行，從而實現(xiàn)更高的AI性能。

三、中國市場的定制化服務(wù)

毫無疑問，中國是未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要單一市場。對于Imagination來說，中國市場的多元化和本地化需求，是未來市場份額的保障。

就在兩個月前，Imagination與北汽集團旗下的北汽產(chǎn)投宣布一家汽車半導體合資公司，設(shè)計汽車級系統(tǒng)芯片(SoCs)及相關(guān)軟件，并提供全面的支持服務(wù)。

合資公司的目標是與業(yè)內(nèi)其他汽車芯片公司合作，為中國客戶提供智能互聯(lián)汽車的創(chuàng)新支持，專注于自動駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)應(yīng)用處理器和智能駕駛艙語音交互芯片的研發(fā)。

這家合資公司將按照IP許可模式，Imagination對其授權(quán)圖形處理單元(GPU)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速(NNA)的IP和軟件。事實上，這也是符合汽車工業(yè)傳統(tǒng)模式的轉(zhuǎn)型升級趨勢。

比如，芯片從過去基于標準的芯片轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄖ频挠布蛙浖鉀Q方案，以及與客戶及其產(chǎn)品深度集成的技術(shù)服務(wù)。新的機會也推動產(chǎn)業(yè)合作方式的改變。