技術(shù)/生態(tài)集大成者，這款支持DirectX的高性能GPU IP將全面提升云游戲體驗(yàn)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）

移動(dòng)設(shè)備受限于尺寸和續(xù)航等多方面的因素，在計(jì)算能力與存儲(chǔ)能力上存在明顯的瓶頸，使得很多大型游戲無法在移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行，這便是云游戲誕生的大背景。云游戲打破了游戲硬件的限制，具有出色的可移植性，讓PC游戲和主機(jī)游戲能夠在移動(dòng)設(shè)備上暢玩。

云游戲是以云計(jì)算為基礎(chǔ)的游戲方式，在云游戲的運(yùn)行模式下，所有游戲都在服務(wù)器端運(yùn)行，那么云端的渲染能力對(duì)于云游戲的質(zhì)量呈現(xiàn)便顯得至關(guān)重要。近日，芯片IP供應(yīng)商Imagination推出了支持 DirectX 的高性能 GPU IP 新產(chǎn)品線的首款產(chǎn)品——IMG DXD。Imagination資深技術(shù)總監(jiān)艾克在ICCAD演講時(shí)表示：“近幾年P(guān)C對(duì)圖形處理的需求發(fā)生了很大的變化，比如游戲開發(fā)，需要性能更高、算力更高的設(shè)備；還有一些游戲部署到云端，通過安卓、Linux和Windows系統(tǒng)來運(yùn)行；現(xiàn)在有一些游戲已經(jīng)將引擎部署到云端，在云端開發(fā)虛擬引擎。因此，云端應(yīng)用對(duì)于圖形處理需求已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，尤其是云玩家對(duì)于GPU的性能和接口豐富度等關(guān)鍵指標(biāo)有很高的要求?！?/p>

Imagination資深技術(shù)總監(jiān)艾克

根據(jù)Imagination分享的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2027年中國的游戲玩家數(shù)量將達(dá)到7.3億，擁有龐大的用戶基數(shù)。在云游戲方面，2022年亞太地區(qū)云游戲的月活用戶數(shù)量為1700萬，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到3200萬，增幅超過88%。當(dāng)然，云游戲玩家的快速增長也會(huì)帶動(dòng)服務(wù)器GPU單元的用量，預(yù)計(jì)會(huì)從2022年320萬顆增長到2027年的809萬顆。

如此說來，就單以云游戲市場來說，IMG DXD也算是應(yīng)運(yùn)而生的一款產(chǎn)品。

全面提升云游戲體驗(yàn)

艾克總結(jié)稱，云游戲玩家大概會(huì)給GPU產(chǎn)品帶來三個(gè)層面的需求挑戰(zhàn)：

玩家需要差異化體驗(yàn)，對(duì)于高性能顯卡有強(qiáng)勁需求；

云游戲玩家的設(shè)備并不固定，因此對(duì)GPU接口豐富度有很高的要求；

云游戲在線連接玩家的數(shù)量更多，需要可同時(shí)支持多用戶的靈活顯卡。

艾克認(rèn)為，IMG DXD則能夠很好地解決這些需求挑戰(zhàn)。

在性能方面，IMG DXD的單核性能是上一代產(chǎn)品IMG BXT的2.25倍，峰值性能提高了 40%-60%；IMG DXD 雙核配置可提供 5 TFLOPS FP32 和 144 GTexel/s，足以滿足主流游戲玩家對(duì)流暢幀速率的需求。此外，在雙速率 FP16、片段著色率、2D 雙速率紋理等方面，IMG DXD都能夠提供出色的性能表現(xiàn)。

在接口方面，IMG DXD是基于硬件級(jí)別的 DirectX 11 Feature Level 11_0接口實(shí)現(xiàn)，可以運(yùn)行主流的DX11 PC 游戲以及其他基于Windows 的應(yīng)用程序和手機(jī)游戲?！霸谥袊袌?，從國產(chǎn)化芯片的角度來看，這也是一個(gè)從無到有的接口?，F(xiàn)在的PC游戲，60%還是DirectX的接口，此前IMG BXT支持了Vulkan、Metal的接口。通過對(duì)DirectX接口支持的增加，IMG DXD能夠覆蓋超過90%的PC游戲和云游戲?qū)τ贏PI接口的要求。”

當(dāng)然，IMG DXD的靈活性也是非常出色的。首先，IMG DXD的多核允許每一個(gè)內(nèi)核作為單獨(dú)的GPU實(shí)例去獨(dú)立運(yùn)行，可以最大限度地增加每個(gè) GPU 可承載的游戲玩家數(shù)量；當(dāng)然，這些核心也可以匯聚在一起提供給單獨(dú)一個(gè)玩家，讓該玩家獲得最高的圖形質(zhì)量；另外，Imagination 的 HyperLane 虛擬化技術(shù)進(jìn)一步強(qiáng)化了單核能力，讓一個(gè)內(nèi)核可承載多達(dá) 8 個(gè)游戲玩家，并提供全面的安全性和靈活的性能管理。?

“我們的驅(qū)動(dòng)設(shè)置，加上我們的HyperLane 虛擬化技術(shù)，讓我們的GPU內(nèi)核可以動(dòng)態(tài)地調(diào)度，任務(wù)多就會(huì)多分配，任務(wù)少時(shí)就相應(yīng)地少分配。特別需要指出的是，這個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)間擁有充分的隔離度，并且有足夠的安全保障，單用戶出現(xiàn)問題并不會(huì)影響其他用戶?！卑酥v到。

這里還需要提到的是，上述只是圍繞云游戲去展開，實(shí)際上IMG DXD是專為臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦和云游戲圖形體驗(yàn)量身打造的一款可擴(kuò)展GPU IP，對(duì)于運(yùn)行在這些設(shè)備上的常規(guī)應(yīng)用程序的支持當(dāng)然也是不在話下。

背后是IMG長期的技術(shù)和生態(tài)積累

作為Imagination在GPU IP領(lǐng)域的新品，IMG DXD的各項(xiàng)性能無疑是非常出色的，這要得益于Imagination在這一領(lǐng)域長期的耕耘。

艾克在演講中提到，Imagination在GPU IP領(lǐng)域有超過30年的市場經(jīng)驗(yàn)，擁有超過3000款產(chǎn)品，在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域、消費(fèi)電子領(lǐng)域和汽車領(lǐng)域，Imagination都有自己獨(dú)特的理解，并提供具有領(lǐng)先性能的產(chǎn)品。2020年之后，Imagination在上述領(lǐng)域積累的低功耗和強(qiáng)渲染能力，在云游戲市場得到了充分的發(fā)揮。

然后看IMG DXD的特征技術(shù)，包括任務(wù)分載、虛擬化，以及對(duì)云游戲渲染的低延時(shí)等，這些技術(shù)在IMG BXT系列產(chǎn)品上得到了充分的驗(yàn)證。

在此之前，Imagination還發(fā)布了片段著色率（Fragment Shading Rate，F(xiàn)SR）技術(shù)，是一種可以提高圖像表現(xiàn)并降低功耗的技術(shù)。FSR允許共享著色器程序的執(zhí)行結(jié)果跨多個(gè)片段，或者是在色調(diào)比較均勻變化上可以采用不同的運(yùn)算量。艾克指出：“假設(shè)2×2這4個(gè)像素點(diǎn)，可以只計(jì)算一次。那么，再大一點(diǎn)的4×4像素也可以只計(jì)算一次，這樣在保證畫面質(zhì)量的前提下，可以充分利用自己的計(jì)算單元，從而顯著降低功耗?！?/p>

Imagination也會(huì)定期發(fā)布軟件，每年有三個(gè)長期維護(hù)的版本，以支持該公司的GPU IP在不同設(shè)備上實(shí)現(xiàn)更好的驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用。另外，該公司對(duì)于生態(tài)建設(shè)的投入，也能夠得到合作伙伴的充分支持。比如，IMG DXD對(duì)于云游戲的支持就有游戲公司的參與。

所以，IMG DXD這款支持 DirectX 的高性能 GPU IP 新產(chǎn)品并不一款偶然性的產(chǎn)品，而是Imagination在經(jīng)過長期技術(shù)積累和需求分析之后，必然會(huì)發(fā)布的一款產(chǎn)品。

在 ICCAD2023 的展會(huì)現(xiàn)場，我們發(fā)現(xiàn) Imagination 展臺(tái)帶來了一些顯卡產(chǎn)品和技術(shù)Demo展示。

其中有芯動(dòng)科技的風(fēng)華 1 號(hào)顯卡和象帝先的天鈞系列顯卡產(chǎn)品。風(fēng)華1號(hào)為4K級(jí)服務(wù)器顯卡，內(nèi)置智能計(jì)算，在容器和虛擬化框架下支持多路云辦公、云手機(jī)、云游戲、云桌面、云渲染和圖形工作站等。象帝先的天鈞系列 GPU 芯片產(chǎn)品具備優(yōu)秀的圖形渲染能力，強(qiáng)大的計(jì)算加速能力，可用于桌面PC、筆記本電腦、工作站、服務(wù)器等領(lǐng)域。

此外，Imagination 還展示了基于 RISC-V 開發(fā)板的 Demo。由北京大學(xué)和平頭哥提供的基于 BeagleV-Ahead 開發(fā)板 Lenet 模型測試。BeagleV-Ahead 搭載 TH1520，它包含 4 核RISC-V CPU，IMG B 系列 GPU 和 PowerVR Series3NX NNA。網(wǎng)絡(luò)模型是經(jīng)典的 Lenet 模型，它能夠?qū)κ謱憯?shù)字進(jìn)行識(shí)別。

同時(shí)，Imagination 基于VisionFive 2開發(fā)板，演示了汽車 360 環(huán)視 Demo 主要展示了 IMG GPU 在 RISC-V 平臺(tái)上的顯示效果以及可在汽車相關(guān)行業(yè)上的應(yīng)用。該開發(fā)板搭載賽昉科技JH7110 SoC，采用了 IMG B 系列 GPU IP。