Imaginations neue GPU-Architektur PowerVR Furian

Imagination Technologies (IMG.L) stellt die PowerVR-Furian-Architektur vor, eine völlig neue GPU-Architektur, die für die hohen Grafik- und Rechenanforderungen kommender Consumer-Geräte ausgelegt ist. Anwendungen wie VR/AR (Virtual/Augmented Reality) und (Convertible) Notebooks erfordern höhere Grafikauflösungen und Bildraten, und kommende Anwendungen wie ADAS und künstlicher Intelligenz erfordern eine höhere Rechenleistung. Prozessoren für diese Anwendungen werden oft in Sub-14nm-Prozesstechnologien konzipiert. Furian adressiert diese Anforderungen durch einen mehrdimensionalen Ansatz für skalierbare Leistungsfähigkeit. Das Design ist erweiterbar und konzentriert sich auf eine einfache Systemintegration und ein einfaches Layout mit neuesten Prozesstechnologien. Mit Furian sind Embedded-Systeme in der Lage, hochauflösende, immersive Grafikinhalte und Berechnungen für längere Zeiträume innerhalb des Stromverbrauchsbudgets tragbarer Geräte zu liefern. Die strukturellen Verbesserungen der Furian GPU zielen auf eine höhere Energieeffizienz ab und erweitern im Vergleich zu anderen Lösungen den Leistungsfähigkeit-pro-mW-Bereich, wobei die Messlatte bereits von der PowerVR-Rogue-Architektur vorgegeben wurde. Mit Furian und Rogue wird Imagination die branchenweit umfassendste und energieeffizienteste Palette an GPU-IP-Cores über verschiedenste Leistungsbereiche anbieten. Sam Rosen, Managing Director und Vice President Video, OTT und AR/VR bei ABI Research erklärt dazu: „Kommende Anwendungen wie AR/VR und Maschinenlernen stellen hohe Anforderungen an die GPUs. Sie müssen mehr bieten als nur das typische Rendering, vor allem umfassende universelle Rechenleistung. Daher ist eine GPU-Mikroarchitektur erforderlich, die leistungsfähig genug ist, Grafiken aufzubereiten und Workloads auf verschiedenen Stufen innerhalb eines einzigen Rendering-Vorgangs zu berechnen. Mit Furian stellt Imagination sein umfassendes GPU-Know-how unter Beweis und stellt eine Architektur bereit, die Anwendungen der nächsten Generation vollständig unterstützt.“ Mark Dickinson, Executive Vice President der PowerVR Business Unit bei Imagination, fügt hinzu: „Mit Furian sprechen wir eine neue Klasse kommender Anwendungen an. Der Schwerpunkt liegt auf effizienter Skalierbarkeit, die sich über mehrere Generationen von PowerVR-IP-Cores hinweg erstrecken wird. Wir freuen uns, nun die ersten 8XT-IP-Cores auf der Grundlage der Furian-Architektur bereitzustellen. Diese Cores werden die führende Rolle von PowerVR bei der Leistungsfähigkeit mobiler Geräte weiter ausbauen.“ Die Furian-Architektur bietet eine Vielzahl der Funktionen, die bereits PowerVR führend gemacht haben. Dazu zählt Imaginations Tile Based Deferred Rendering (TBDR), das sich über mehrere Generationen von PowerVR-GPUs bewährt hat, um hocheffiziente Embedded-Grafiken bereitzustellen. Furian ist ausgelegt für

• Mehrdimensionale skalierbare Leistungsfähigkeit: Um die effizienteste Core-Auslastung und Leistungsdichte über mehrere Skalierungsebenen zu erreichen, spricht Furian verschiedenste Märkte und Anforderungen an. Unterschiedliche Designs für Low- und High-End-IP-Cores erübrigen Kompromisse bei der Skalierbarkeit.
• Einfache Integration von SoCs und auf Systemebene: Furian ist für ein einfaches Layout in neuen Sub-14nm-Prozessen optimiert, was zu kürzeren Layout-Zeiten und einem geringeren Ressourcenaufwand führt und eine bessere Skalierung für höhere Leistungsfähigkeit ermöglicht.
• Erweiterbarkeit: Furian ist so konzipiert, dass zukünftige funktionsspezifische Pipelines eng mit der GPU integriert werden können, um die Funktionen bereitzustellen, die sonst zu teuer oder nicht realisierbar sind, um sie auf CPU/GPU/DSP-Ebene zu implementieren, wie z.B. Raytracing.
• GPU-Berechnungen: Furian ist darauf ausgelegt, die zunehmenden Rechenanforderungen über mehrere Anwendungen und Marktsegmente hinweg mittels Rechen-APIs wie OpenCL® 2.0, Vulkan® 1.0 und OpenVX 1.1* zu adressieren. Furian fügt eine bidirektionale GPU/CPU-kohärente Schnittstelle für die gemeinsame Datennutzung hinzu. Hinzu kommt ein Übergang von Kernelmodus- auf Benutzermodus-Warteschlangen, was die Latenz und CPU-Auslastung für Rechenoperationen verringert.

Furian verfügt über ein neues 32-breites ALU-Cluster-Design für mehr Leistungsdichte und Effizienz. Eine neue Befehlssatz-Architektur (ISA; Instruction Set Architecture) in den primären und sekundären ALU-Pipelines ermöglicht eine verbesserte Ressourcennutzung und Effizienz. Multi-Threading-Optimierungen ermöglichen einen effizienten und flexiblen Zugriff auf den integrierten Speicher. Furian in Zahlen Die verbesserte Leistungsdichte, GPU- und Systemeffizienz sorgen für einen geringeren Stromverbrauch und eine bessere Nutzererfahrung in kommenden Anwendungen. Im Vergleich zu den Series7XT Plus GPUs in der gleichen Prozesstechnologie und bei gleicher Taktfrequenz für Cores mit ähnlichem Halbleiterflächenbedarf erzielt Furian:

• 35% GFLOPS mehr Leistungsdichte für eine höhere Rechenleistung und Gaming-Performance
• 80% mehr Fillrate-Dichte für eine verbesserte UI und Casual-Gaming-Performance
• 70-90% bessere Gaming-Dichte – reale Anwendungsergebnisse erscheinen noch besser als die Summer aller Teile

Verfügbarkeit Imagination hat bereits die ersten Furian-IP-Cores an mehrere Partner mit anfänglicher RTL lizenziert. Die ersten GPU-Core-Varianten auf Basis von Furian werden Mitte 2017 vorgestellt. Weitere Informationen unter info@imgtec.com.