日前，2024慕尼黑上海电子展在上海新国际博览中心举办。在7月9日的国际嵌入式系统创新论坛上，Imagination CPU产品管理部门总监Matthew Bubis进行了《CPU和GPU设计合作提升性能》的主题演讲。他不仅介绍了集成CPU和GPU IP设计的原则与挑战，还分享了Imagination APXM-6200 CPU产品开发过程中的创新，以及对未来AI与ML计算的展望。
▎RISC-V CPU+GPU+AI，Imagination提供一站式解决方案
Imagination CPU 产品管理部门总监 Matthew Bubis 首先简单介绍了 Imagination 公司。作为一家拥有30多年历史的全球领先半导体 IP 供应商，Imagination 的图形处理器（GPU）、中央处理器（CPU）和人工智能（AI）技术可以实现出众的PPA（功耗、性能和面积）指标、快速的上市时间和更低的总体拥有成本（TCO）。基于 Iagination IP的产品被全球数十亿人用于他们的手机、汽车、住宅和工作场所。
目前，Imagination可提供全面的嵌入式 GPU、CPU 和 AI 解决方案，覆盖从关注成本效率到高性能的不同市场需求。其产品线包括 XE/XM GPU 系列，专注于成本和效率；XT GPU 系列，提供性能效率和光线追踪技术；XD GPU系列，支持高性能和 DirectX；以及 XS GPU 系列，专为汽车安全关键领域设计。此外，Imagination 产品线还包括实时 CPU 和高性能 CPU 系列，它们在平衡效率和性能的同时，还具备功能安全特性。
▎集成 IP 设计的五大关键原则
随后，Matthew Bubis 主要分享了集成 IP 设计的一些关键原则，其中包括：清晰的策略、深入理解市场需求、工作负载、测试、以及团队协作。他表示，我们需要设定明确的产品目标，并理解市场需求及时调整产品策略。其次，良好的需求工程对于项目产品至关重要，特别是在考虑安全功能产品时，需求必须是明确的、书面化的，并且能够实现跨硬件的集成性能。对于工作负载，设计 CPU IP 时，通常关注 CPU 基准测试，而 GPU 则关注图形工作流程。但在组合两种 IP 时，需要理解使用这两种 IP 的工作负载并为 IP 进行测试是非常重要的。工作负载必须经过测试，以验证是否成功满足需求。无论是对内部团队，还是对客户，基准测试的结果可清晰展示性能优势。最后则是团队协作。不同工程团队之间的协作至关重要，但也会产生依赖性和中断，我们需要在维持参与度和避免过多干扰之间找到平衡。
Matthew Bubis 表示，基于这五大原则，Imagination打造了其第二款RISC-V CPU产品——APXM-6200 CPU，这是一款 64 位按序应用处理器，其双发 11 级指令流水线可为消费和工业工作负载提供同类产品中最佳的性能密度，并且它支持 Android 和 Linux，可被用于智能电视、智能家居中枢和数字标牌等设备。
他也强调到，基于CPU和GPU工程团队间的合作，Imagination可提供集成的 IP 性能，APXM-6200在一些组合工作负载上速度提高了2倍多，内存流量减少了2倍，同时总线利用率提高了2倍。通过测试，游戏的加载速度快了一倍，性能提升高达4倍。
▎AI和机器学习计算是未来发展重点
关于未来，Matthew Bubis透露Imagination正在针对AI和机器学习计算方向进行探索。GPU 领域，Imagination 在积极开发 GPGPU IP，以实现 AI 领域的高性能边缘计算。同时，Imagination 还计划发开一款带有AI加速引擎的CPU，可支持 AI、向量ALUs 等；以及带有协处理器接口的 CPU，用于加速器耦合。
大会期间，除了精彩的论坛分享外，在展览区我们发现了不少合作伙伴的身影。例如杰发科技带来了其高性能智能座舱域控 SoC 芯片 AC8025；与 Imagination 长期保持合作的TI德州仪器展示了从软件到自动驾驶的各类汽车解决方案；京微齐力展示了最新产品及解决方案，等等。
▎展台精彩瞬间
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*杰发科技、德州仪器、京微齐力展台照片
