如何为你的处理器选择最好的PowerVR GPU

在最近发表的一篇文章中,我概述了最常用的衡量GPU相对性能的指标。我还介绍了这些指标是如何反映在一些最流行的图像基准上,这些图像基准对硅片供应商,OEMs 和消费者非常有用。

今天我将为你们提供一个快速的方法,关于如何为你下一代SoC选择完美的PowerVR GPU 。本文是基于 最近在台湾举办的创新峰会上Kristof Beets的演讲,他是我们的 PowerVR图像开发部业务主任。

如果你正在寻觅一个最棒的GPU,那么我们现在有众多选项供你选择。我们的 PowerVR图像解决方案规模从可配置和适合三态IO设计(这些在低功耗和节省面积方面一直是敏感的)到多集群的GPU(突破了万亿次每秒的范围)。并且提供了终极的图像和计算性能。

当我们着手挑选一个处理器的基本架构时,我们很容易陷入细节之中。为此,你应该问自己下面几个问题,这将会帮助你站在更高层次的角度去理解产品需求:

你想要哪个方向的产品?
你的主要竞争对手是谁?
有哪些必须的技术要求?
技术上是否能达到,或者有没有商业限制?
过去碰到的问题有哪些需要注意和避免的?

平衡需求和现实

移动GPU的功能和性能发展的非常迅速。例如,PowerVR的GX6650拥有192个 ALU核,并提供桌面PC级的性能。 图像的API(应用程序接口)也是以惊人的速度发展:当OpenGL ES 3.0历经5年即将成为正式版时,OpenGL ES 3.1都已经出来一年了。Khronos集团最近宣布启动的一个项目将定义未来的开放式标准:在目前的GPU上更加高效的实现图像处理和计算。当然作为图像处理的软件方面也以更快的速度在发展。

在理想的世界里,任何事情都希望能够达到最好的性能却不用消耗任何功耗并且几乎不占用任何硅片面积。然而,芯片是建立在现实的世界,因此我们需要权衡利弊。此外,大多数市场不需要达到桌面级功能水平,而是几乎只关注效率(比如,平衡性能和相对面积的功能还有电源功耗)。

我敢保证你们中的很多人都有过下面的经历:Soc 设计者总是想在性能、功耗、面积和功能之中找到正确的平衡。综合考虑以上几点,让我们来回顾下在移动和嵌入式应用中的一些最重要的要求并且我们怎么能够解决他们。

存储器带宽

在图像处理中几何吞吐量(在消费者的图形基准指南中有解释)可能是使用的最多的一项指标。它容易受市场炒作的影响,常常会导致很多“过设计”问题。我们通过仔细地观察着多个市场的需求和分析真实的世界场景,以便 PowerVR Rogue GPUs能做出设计决策。在带宽层面分析下面的现象:注意,一个吞吐量1000 MTri / s(每秒一百万个三角形)怎么在手机处理器(持续速率最大在10到20GBytes/s)上的普通存储带宽都维持不了。

超过300MTriangles/s的流量不能在一般的手机处理器的存储带宽下持续

超过300MTriangles/s的流量不能在一般的手机处理器的存储带宽下持续

这就是为什么我们面对几何吞吐量规模和提供合理的性能给移动供应商和嵌入式市场时通过设计PowerVR Rogue GPUs 的前端来智能测试,而不是只给一个具有空泛的理论规范却显得冗赘的设计。

功耗

有些市场对功耗相当敏感(比如,携带式的产品),而其他的产品却很少依赖这个(比如汽车、4K智能电视)。一般来说,管理一个芯片的功率预算不能只关注局部,而是作为系统级的要求,根据不同的情况进行变化。

在日益现代化的今天,电源管理采取异构的方法(功耗预算转移到了多核处理器、图像、视频等等)并且通常通过软件的机制来控制包括电源开关和 DVFS。PowerVR GPUs 就是专门针对电源效率并且实现很多的独特的技巧来减少功耗。

•功耗调节器:这是一套创新的电源管理机制,可使芯片在恒定功耗和热量下能够持续稳定的工作。功耗调节可以细微的控制GPU资源并且允许动态地,需求导向地对阴影集群和其他处理模块进行调度。

•PVR3C,即三类可选压缩,用来平衡面积、功耗、以及使用的带宽。你可以在这个地方了解更多关于PVR3C。

功耗调节器实现更高级的功耗管理

功耗调节器实现更高级的功耗管理

硅片面积

一颗芯片的最终成本决定于硅片面积的预算,因此超过规格的GPU将使SoC的价格超出它预订的范围。由于GPUs占用芯片越来越多的die空间,挑选一个合适面积的 PowerVR 图像处理器将为你大大减少成本。

我们提供的图像处理器在面积规模方面非常合适且选择范围很广

我们提供的图像处理器在面积规模方面非常合适且选择范围很广

对于设计而言,面积起主要决定,我们在功能和性能(如群集)方面都有一个很宽范围的选择,使得我们为每个目标市场提供最优的解决方案或应用程序。下面图表描述了性能和功能相对面积之间的关系:

选择步骤

下面是PowerVR GPU经典的选择步骤:

选择手机GPU的经典步骤图

选择手机GPU的经典步骤图

让我们将这种算法应用于两个学习案例:一个是智能手表上可配置的SoC ,另一个是负载4 k智能电视的集成芯片。

学习案例1:智能手表上的一个可配置的Soc

影响可配置的处理器选择的最大因素是低功耗。要解决当前携带式电子产品的需求,我们已经发布了PowerVR GX5300, 事实证明,这个支持完整的OpenGL ES 2.0的GPU不仅体积小而且非常节省功耗。

内部集成移动GPU的选择过程

内部集成移动GPU的选择过程

PowerVR GX5300 也包含PVRTC,2bpp(每像素比特数)的压缩标准可以极大地减少内存的管脚和带宽。从而减少功耗以及对内存的管脚约束。

学习案例2:廉价4K智能电视的芯片集

在挑选廉价智能电视的处理器时,成本是考虑的最主要因素。那就意味着每颗片上处理器,包括GPU,都必须充分为设计考虑最合适的硅片面积。

然而,4K意味着非常高的填充率和带宽,因此你需要一种两全其美的方法:一款GPU,它虽小但可提供优越的用户界面——也可以是一些休闲游戏,当然是在用最小带宽使用情况下。

负载4KDTV且内含移动GPU的处理器的选择过程

廉价4KDTV且内含移动GPU的处理器的选择过程

PowerVR G6110 是廉价4K智能电视的理想选择,它提供 支持OpenGL ES 3.1,PVRIC2无损的帧缓冲压缩/解压缩以及PVRTC2绝对压缩。

结论

PowerVR GPUs有大量的竞争优势,使它们适合诸多市场。我们提供的解决方案,就是实现规模优化和支持设计优化工具包以援助一体化。

你所感兴趣的细分市场是什么?你可以添加到我们的选择程序中吗?请在下面的框中给我们做出评价。

原文链接:
http://blog.imgtec.com/powervr/how-to-select-the-best-powervr-gpu-for-yo...

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