PowerVR 25周年---图形技术革新传奇

令人兴奋的是Imagination PowerVR技术已经迎来了它25周年纪念日——25年来一直引领着图形技术。为了庆祝这个纪念日,我们一起回顾PowerVR技术的发展历程,它是如何诞生并且发展到现在的阶段。

20世纪90年代图形技术进入到爆发式创新和增长阶段。在那个时期我们见证了第一款商业图形处理器支持3D渲染、视频和GUI加速,提供2D和3D图形开放应用程序接口(API)。很多新兴的公司涌入这个市场,经过不断的创新,图形技术不仅仅局限于个人电脑(PC)和游戏机设备,也开始应用到移动设备中。

在众多加入到半导体市场的新兴公司中,有一家公司名叫“VideoLogic(视频逻辑)”,成立于20世纪80年代,办公地点位于英国。起初这家公司专注于视频开发(公司因此得名),除了内部自己开发的技术还借助一些第三方解决方案。1992年夏天,也就是25年前,该公司启动了一个图形技术方面的新项目。这个项目最后演变为了PowerVR,提供了一种全新的3D渲染方法,我们相信这将给我们带来非常大的领先优势。

第一代PowerVR标志
第一代PowerVR标志

我们在90年代中期引入的创新技术是一种基于分块延迟渲染(TBDR)的解决方案。

VideoLogic的PowerVR架构是第一款消费级的分块延迟渲染处理器,分块延迟渲染技术的思路是渲染可见像素,而消除被遮盖或者被遮挡的像素。这在当时与传统渲染过程相比是非常不同的,传统渲染技术会渲染每个像素点,尽管有些渲染输出是不可见的。采用TBDR技术PowerVR处理器能够更好的利用系统的存储资源,并且动态提升系统效率。(详见“深入理解TBDR技术”)

起初参与这个项目的只有两个人:Martin Ashton和Simon Fennev。这两名工程师使用FPGA做了一个架构设计实现的Demo,并且在SIGGRAPH 93展览会上进行了展示,这是计算机图形技术每年一次的盛会。

1994年7月该公司在英国伦敦证券交易所上市,不久后更名为Imagination集团公司。我们的第一届股东对我们有很多的期望,我们将依靠PowerVR来实现。

PowerVR Series1系列产品最初的目标是面向商场街机系统,因此我们做了一些改进,与此同时我们还和NEC公司联合推出了基于PC的解决方案,能够一起打包出售给PC供应商,并且向用户展示我们的商标“VideoLogic”,不久我们还增加其他商标,比如Matrox等。PowerVR Series1系列产品PCX1和PCX2分别在1996年和1997年推出。

1995年NEC和VideoLogic联合宣传册
1995年NEC和VideoLogic联合宣传册

PowerVR Series2是与NEC公司一起开发的,并且集成到Sega公司开发的Dreamcast游戏机(1998年率先在日本推出)和Naomi街机系统中,当时的街机游戏有Sega公司推出的“死亡之屋2”和Capcom公司推出的“能量宝石”。到1999年NEC公司将超过100万的PowerVR 2DC芯片交付给Sega公司用于Dreamcast和Naomi系统。对于PowerVR来说这是一场重大的胜利,因为当时我们正与3Dfx进行激烈的竞争,Sega公司后来又售出超过1000万台Dreamcast。

当时也推出了PowerVR Series2产品面向PC(比如NEC Neon 250图形加速器)以及其它商场街机和娱乐系统。

PowerVR第一款用于商业的标志
PowerVR第一款用于商业的标志

 PMXI—Neon 250图形卡原型
PMXI—Neon 250图形卡原型

1999年与意法半导体的战略合作关系帮助PowerVR技术扩展到了几十种新的产品中去,覆盖更广泛的品牌,比如大力神系列。ST推出的KYRO就是基于PowerVR Series3系列技术的首个全功能个人电脑图形和视频加速器板卡。

Pro是一款赛车游戏,1998年在北美和欧洲推出
Pro是一款赛车游戏,1998年在北美和欧洲推出

毫无疑问我们在两大消费芯片市场取得了成功,我们决定将这项技术发展为一款IP,除了街机、游戏机、PC和娱乐设备系统外,我们将向更广泛的市场提供该技术。

从1999年开始该公司正式重新专注于知识产权许可授权,我们将公司名字变更为“Imagination技术”,这样更好的反映出这些知识产权IP授权业务。

后来公司划分为两个业务单元,PowerVR技术部门负责开发PowerVR图形/视频技术以及市场拓展;VideoLogic系统部门负责在2D/3D图形和多媒体领域推出一系列创新和获奖产品。

1999年Imagination公司在由普华永道、伦敦证券交易所和英国金融时报联合举办的一次评选中获得当年最佳公司奖项。随后在2000年4月,Imagination公司的PowerVR技术部门又获得了两项大奖。

随着 Sega砍掉Dreamcast 游戏机和意法半导体退出PC图形卡市场,我们面临着寻找新客户的双重挑战,这在日新月异的技术领域是不可避免的。

由于采用了先进的图形技术Dreamcast受到广大用户的称赞,到现在都被认为是技术超前的
由于采用了先进的图形技术Dreamcast受到广大用户的称赞,到现在都被认为是技术超前的

当我们的技术帮助Dreamcast取得成功的同时也吸引了另一家知名制造商的注意,他授权我们为其开发GPU,但是我们意识到我们需要将整个PowerVR技术团队投入才能支持这个项目,因此我们没有继续下去。大约10年后我们又回到了游戏机市场,我们向索尼(Sony)公司提供了SGX架构技术支持他的PS手持游戏机设备。

与此同时,我们宣布了另一项长期的战略决策:我们决定将PowerVR架构技术应用到移动设备中去。尽管上世纪90年代末即使最先进的移动计算设备也不具备什么图形化处理能力,但是我们相信一直注重低功耗的PowerVR技术能够为移动可视应用带来一次大的变革。

通过采用创新性技术如TBDR以及低存储带宽要求和低功耗的优势,PowerVR GPU能够非常好的引领移动图形技术变革。2001年初我们与多家合作伙伴签署了战略合作协议,并且为移动设备推出一个新的产品系列:PowerVR MBX。MBX系列产品的主要特点是PVRTC纹理压缩技术,这项技术能够让移动游戏客户端的安装包变得更小——这在当时是非常重要的一个因素。

最初PowerVR MBX授权的厂商包括Hitachi(日立)、Renesas(瑞萨)和TI(德州仪器),它也是意法半导体袖珍式多媒体(PMM)平台的一个重要组成部分。在当时的十大半导体制造商中有七家获得了MBX的授权许可。

2005年随着PowerVR SGX GPU架构的出现标志着一个重要的里程碑。第一款SGX核心面向的是主流高性能移动图形处理,其特性甚至超过了OpenGL ES2.0着色要求。2005年我们还推出了PowerVR视频编码和解码IP核。

2006年底据统计已经有超过三十款手机设备采用PowerVR GPU,涉及的厂商包括Nokia(诺基亚)、Samsung(三星)、NTT DoCoMo和索尼爱立信。然而尽管现在看起来如此的引人注目,但是很多人仍然怀疑移动3D的图形处理能力。

2007年苹果公司的iphone手机也开始采用PowerVR技术,通过AppStore平台开放了开发者市场:无论是NTT公司的DoCoMo平台、苹果公司的iOS平台还是最新推出的安卓平台,3D游戏开发很多都是要在PowerVR设备上运行。

2010年我们收购了Caustic图形技术公司,它是一家专注于硬件/软件实时光线追踪图形技术的公司,然后在2017年我们将这项技术演变成PowerVR光线追踪IP核,并且向用户提供授权许可。

我们的光线追踪技术能够在满足移动设备的功耗要求之内提供更高水平的3D场景渲染
我们的光线追踪技术能够在满足移动设备的功耗要求之内提供更高水平的3D场景渲染

2012年Imagination公司推出了PowerVR “Rogue” GPU架构,现在仍在向用户提供该项技术支持,2017年我们又新推出了全新的PowerVR “Furian”架构技术

当然PowerVR GPU的性能不仅仅局限于图形处理,比如现在新出现的机器学习应用,GPU还可以当做新型的CPU来用,PowerVR架构具有强大的并行处理能力,能够为计算密集型的API如OpenCL、渲染脚本和过滤脚本提供计算支持。我们也正在实现视觉处理和人工智能(AI)领域的新应用。这些新市场代表着现今科技行业的前沿,PowerVR会充分抓住这一新机遇。

在2001年我们的订单超过了1500万,这已经是非常好的成绩。到2008年PowerVR图形技术成为移动设备图形技术的行业标准,电子消费产品出货量超过了1亿台,这对我们来说是一个里程碑。到2010年大约有2500万基于PowerVR技术的设备面市,到2013年这个数字则超过了10亿。现在这个数字已经超过40亿!PowerVR图形技术仍然处在移动和嵌入式应用领域的前沿。

现在我们涉及的市场更加的广泛,包括TV、流媒体设备、智能手机、平板电脑。智能手表、VR、汽车、游戏和Chromebook便携式电脑等。我们的客户遍布全球各个角落,比如美国、俄罗斯、中国、台湾、日本和欧洲等地区。

上世纪90年代我们有超过50个竞争对手,现在我们的竞争对手寥寥无几,当然我们正处在一个颠覆的时代,依然面临着很多挑战。我们决心继续做我们一直以来专注的事情:为行业提供最好的GPU技术。

PowerVR技术已经经历了25年的发展,很多产品采用过PowerVR系列图形技术,我们将继续执行我们的战略目标并且不断创新,我们期待未来在更多的产品中看到PowerVR图形技术。

原文链接: https://www.imgtec.com/blog/powervr-at-25-the-story-of-a-graphics-revolu...

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