Imagination全力推动中国算力“芯”基建

9月2日在WAIC2022的“2022 元宇宙科技探索峰会”上,Imagination受邀分析了元宇宙、人工智能和智能汽车等诸多新兴应用对算力的需求趋势,同时介绍了公司赋能中国企业通过设计先进芯片来提供相应算力的策略,以及为支持这些创新而精心打造的IP产品组合和异构计算架构。

Imagination全力推动中国算力“芯”基建
Imagination公司技术生态高级经理戚龙松现场发表演讲

经过20年的高速发展,数字经济正在推动生产方式、生活方式和治理方式发生深刻变革,同时其发展速度也远远超过处于传统业态的经济部门。根据中国信通院的统计数据:中国数字经济增加值规模由2005年的2.6万亿元增加至2020年的39.2万亿元,同时其增速也达到GDP增速的3倍以上;与此同时,数字经济在GDP中所占的比重逐年提升,由2005年的14.2%提升至2020年的38.6%。

数字经济的快速发展带来了方兴未艾的数字基础设施建设,并推动了元宇宙等这些新概念的提出。尽管大家目前并不能完全清晰地说明宇宙最终形态是什么样,但是可以看到虚实融合互动、沉浸式的3D虚拟世界和数字孪生这样一些技术在快速发展。到2031年的时候,元宇宙所驱动的经济总量将达到3万亿美金这样一个很大的规模。

为了打破现实世界与虚拟世界之间的界限,实现真正的虚实融合,元宇宙对底层信息技术提出了诸多要求,促使业界在重新规划算力和基础设施建设。很多企业已经提出了元宇宙的最终形态会要求算力和带宽都要有巨大的提升,而功耗却不能随之同步大幅度提高。

元宇宙对于计算的需求体现在以下几个方面:

1. 计算机图形学(Computer Graphics,简称CG) 需求:它研究和解决如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。

2. 人工智能(Artificial Intelligence,简称AI) 计算:它研究和解决计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。

3. 物理学仿真与模拟(Simulation, Emulation)计算:主要用于建立物理几何模型并描述系统内外部的数学特性及环境条件,如风洞试验、热力学试验等等。

Imagination全力推动中国算力“芯”基建
戚龙松介绍元宇宙对计算的需求

这些计算和处理对算力、带宽和功耗提出了极高的要求,它们不仅在挑战半导体行业长期依赖的摩尔定律,即利用更先进的工艺来实现算力提升并降低电压进而降低功耗的模式,而且也在挑战ICT行业曾经依赖的通过不断添加服务器来提升算力的模式。这导致了诸如异构计算和边缘计算等新的计算模式的广泛使用,也带来了对图形处理器(GPU)和神经网络加速器(NNA)等新的高性能硬件加速器的需求。

在中国,今天正在发生的算力基础设施建设不仅伴随着计算模式的转型,而且还面临着极其复杂的国际环境,因而注定了在算力基建的过程中需要大量自主开发的高性能芯片,也就是国内芯片行业面临着算力“芯”基建带来的巨大机会。

为了帮助国内芯片行业开发先进芯片来提供需要的更高算力,作为全球领先的半导体知识产权(IP)提供商,Imagination提供了包括先进的多核GPU、已被国内广泛采用的神经网络加速器(NNA)、以及针对不同应用市场的RISC-V CPU等IP产品,以及业内唯一可实现RTLS 4级的PowerVR Photon硬件光线追踪(ray tracing)架构,可以支持硬件完全虚拟化的HyperLane技术等。利用这些IP和技术的组合,国内芯片设计企业可以针对应用市场的算力需求,实现以下几个方面的突破:

1. 强劲的算力
Imagination在其IMG B系列GPU IP中就推出了多核架构,同时在去年年底发布的IMG CXT GPU已可提供1.5TFLOPS FP32和每秒48GTexels的图形处理性能,以及高达6.0TOPS的AI处理性能,无论在云端还是移动端都可以完成复杂的实时渲染计算,或者人工智能并行计算。

2. 全面的算力
异构计算在今天已被证明是符合现代信息基础设施需求的一种有效模式,Imagination不仅提供了全系列的、先进的GPU IP、而且还提供可大幅提升人工智能计算效率的NNA IP,以及面向不同应用市场的4种RISC-V CPU IP产品,可以帮助芯片设计企业打造最符合应用需求的SoC或者ASIC,可以应用于桌面及服务器、汽车及工业、移动平台和消费电子、以及通用计算等场景。

3. 低功耗的算力
Imagination的GPU IP产品基于其在市场中已得到充分验证的TBDR(Tile-based Deferred Rendering)技术,它可以同时满足GPU器件对算力和低功耗的需求,并在全球最领先的移动端产品中得到了广泛的采用,目前也被用于数据中心、桌面GPU和汽车芯片的开发,它的功率性能高于业内同行的产品。

4. 可信赖的算力
在今天的全球产业环境中,中国的芯片设计企业必须考虑其技术合作伙伴和IP提供商的专利数量、覆盖领域和产生国别。Imagination拥有强大的基本专利组合,是GPU领域唯一非美国企业的核心专利持有人,到目前总共持有3000多项专利和申请。公司是拥有基本GPU专利的少数公司之一,核心专利包括 tiling 、内存/参数管理、延迟渲染和压缩。

Imagination全力推动中国算力“芯”基建

“我们希望面对元宇宙这些技术发展带来的全新机会,通过我们不断的技术创新,去开发和提供高性能和高能效的IP产品,帮助中国的芯片设计企业去实现算力的提高和功耗的控制。”Imagination公司技术生态高级经理戚龙松说。“我们将持续的一如既往地去支持芯片设计企业的产品开发,也希望与更广泛的生态伙伴合作,一起去推动前瞻性的技术创新和产品落地应用,实现中国信息基础设施的‘芯’基建。”

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