RISC-V Day Tokyo｜RISC-V平臺(tái)集成Imagination GPU解決方案的探索分析

在2月27日舉辦的 RISC-V Day Tokyo 2025 Spring 上，來自PLCT實(shí)驗(yàn)室的蒲鏡羽、高涵兩位工程師通過 Poster 分析了 RISC-V 在桌面生態(tài)中的發(fā)展與挑戰(zhàn)，并且以 Imagination 為例做了深入研究。

Imagination 的前身是成立于 1985 年的 Video Logic 公司，該公司于 1999 年更名為 Imagination Technologies，專注于圖形處理 IP 許可，其 PowerVR 系列曾長(zhǎng)期作為蘋果設(shè)備的圖形處理器方案。如今，在 RISC-V 桌面生態(tài)中，Imagination GPU IP 已成為集成式可點(diǎn)亮的唯一 GPU IP 選擇。

生態(tài)挑戰(zhàn)：驅(qū)動(dòng)適配與開源探索

Imagination GPU 在 RISC-V 生態(tài)中的應(yīng)用展現(xiàn)了巨大的潛力，同時(shí)也為開發(fā)者提供了豐富的優(yōu)化空間。然而，RISC-V 的標(biāo)準(zhǔn)和軟硬件支持還在快速迭代階段，Imagination 在為 RISC-V 探路的同時(shí)也暴露了新生態(tài)適配的一些短板，比如API 對(duì)齊問題、驅(qū)動(dòng)版本差異、相關(guān)軟件適配等。蒲鏡羽與高涵深入研究了當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀，抓住了這些問題的本質(zhì)和目前的解決方向：

不同 RISC-V 廠商集成的 Imagination GPU 核心大小不同，功能不同，其主要區(qū)別在于是否支持 OpenGL。針對(duì)不支持 OpenGL 的 GPU，開發(fā)者可以通過 Mesa 的 Zink 功能轉(zhuǎn)換為 OpenGL。盡管該功能只能在最新的 DDK24.2 和特定版本的Mesa（22.3.5）中使用，但其與主線 Mesa 的集成正在積極推動(dòng)中，未來有望實(shí)現(xiàn)更廣泛的支持。

隨著 Mesa 的持續(xù)迭代，Vulkan API 正在快速演進(jìn)，這給廠商適配也帶來了一定壓力。在歷史版本的 DDK 中，Vulkan API 存在使用非標(biāo)準(zhǔn)接口或 Shader Compiler 不穩(wěn)定的情況。目前，最新版本已修復(fù)了大部分已知問題，各方仍在共同努力，以進(jìn)一步提升 Shader Compiler 的穩(wěn)定性和性能。

由于開發(fā)時(shí)間和后期維護(hù)情況的不同，各廠商獲取的驅(qū)動(dòng)版本也不同，導(dǎo)致硬件能力存在差異。這種碎片化現(xiàn)象分裂了社區(qū)開發(fā)基線，為開發(fā)者帶來了適配挑戰(zhàn)，也給社區(qū)極大增加了開發(fā)成本。

為了確保 Imagination GPU 在 RISC-V 生態(tài)中的正常運(yùn)行，芯片制造廠商需要為 Mesa、Xorg 等系統(tǒng)組件提供額外的補(bǔ)丁、部分廠商已經(jīng)通過開源補(bǔ)丁代碼為社區(qū)提供了寶貴的資源。未來，隨著更多廠商的加入，適配工作將更加高效。

Imagination 采用類似于訂閱制的付費(fèi)模式，需要持續(xù)訂閱（付費(fèi)）才能獲取最新的驅(qū)動(dòng)程序。一些符合社區(qū)發(fā)展的技術(shù)投入與這種商業(yè)模式有一定矛盾性，這也是相關(guān)開源工作進(jìn)展緩慢的原因之一。

開源驅(qū)動(dòng)的未來展望

得益于各家廠商的推動(dòng)，Imagination 在開源驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域取得了初步進(jìn)展。同時(shí)，外部開發(fā)者也在積極開發(fā)開源驅(qū)動(dòng)，為生態(tài)注入新的活力。雖然目前仍需依賴 Imagination 的官方固件支持，但是已經(jīng)有了個(gè)不錯(cuò)的開始。

為了確保分析的可靠性，開展大量的產(chǎn)品調(diào)研和測(cè)試工作必不可少。目前，使用 lmagination GPU lP 的 RISC-V/信創(chuàng)/有可參考價(jià)值的產(chǎn)品如下：

開發(fā)者社區(qū)的力量：虹咲學(xué)園 Imagination 同好會(huì)

為了推動(dòng) Imagination GPU IP 在 RISC-V 生態(tài)中的發(fā)展，Imagination 同好會(huì)正式成立，這是一個(gè)開放的技術(shù)社區(qū)。其 GitHub 倉庫將持續(xù)更新與 RISC-V 和 Imagination GPU IP 相關(guān)的最新進(jìn)展、補(bǔ)丁和開源項(xiàng)目。

GitHub 倉庫：

https://github.com/NoitaniGami-idol-Group

RISC-V 生態(tài)正在快速發(fā)展，而 Imagination GPU IP 無疑是這一生態(tài)中的重要力量。無論你是開發(fā)者、愛好者，還是對(duì)開源技術(shù)充滿熱情的人，都可以加入我們，共同為 Imagination GPU 在 RISC-V 生態(tài)中的優(yōu)化與拓展貢獻(xiàn)力量。