嵌入式GPU的應用領域已經從最初的智能手機、平板電腦，逐步擴大至機頂盒、數字電視、車載信息娛樂系統，而最新的趨勢則是將GPU應用到IoT、可穿戴設備、AR/VR、服務器等新興領域。如何在帶給用戶最佳體驗的同時更兼顧低功耗特性？創新應用又對GPU提出了哪些新的要求？且聽 Imagination業務開發高級工程經理Rys Sommefeldt 帶你解讀上述話題……

越來越重要的GPU

在傳統GPU市場中，永遠都存在著對更佳視覺用戶體驗的追求，包括更高的顯示分辨率、更新率和更佳的像素效果，所以很多設備都要求采用更佳的GPU。而在部分新興領域，GPU IP的應用同樣不可避免，比如VR/AR的成功就依賴于高質量圖形性能，而且必須具備顯示功能。在這樣的領域中，沒有GPU是不行的，所以GPU應用延伸至這些行業也不足為奇。

但在Imagination業務開發高級工程經理Rys Sommefeldt看來，更加有趣的話題是GPU在IoT和可穿戴設備等領域中的應用。這些應用雖然也可能具有顯示性能，但其分辨率需求低，CPU就足以實現相應的性能。有些設備甚至可能都沒有顯示功能，比如海量的IoT產品和服務器應用等。

GPU的利用往往取決于以下兩個關鍵因素：功耗以及CPU無法滿足的計算性能需求。Rys Sommefeldt認為，對于具備顯示功能的可穿戴設備(例如智能手表)，使用GPU可在滿足性能需求的同時降低設備功耗，從而改善可穿戴設備中最重要的因素—電池壽命；而對于沒有顯示功能的應用來說，使用GPU基本意味著設備有相應的計算需求，而這些需求與GPU架構和它的運行方式高度契合。在這些應用場景中，對像素的追求并不是使用GPU的主要目的。

除了圖形處理，GPU要不要嘗試一下通用計算？

Rys Sommefeldt在接受采訪時稱，承擔更多計算任務將是GPU發展的必然趨勢。相比于主要應用于通用目標計算上的傳統渲染場景，AR/VR帶來了更多整體渲染和視覺處理系統的需求。盡管它仍舊是圖形相關的通用目標計算，但已經不屬于傳統光柵化。因此，具備在單一渲染框架中混合GPU和計算負荷的GPU微架構，來滿足不同水平的需求，這一點非常重要。

應用在PowerVR Wizard GPU中的光線追蹤技術是Imagination的“殺手锏”之一，尤其適合于AR/VR等非傳統應用場景的使用。它可以將渲染完成的圖像根據人眼效果進行調整，并將之扭曲提供恰當的輸出，以適應特定的視覺系統—無論是鏡頭還是人眼。相比于在單獨GPU上運行同樣的負載，該技術具備在硬件光線追蹤器上運行扭曲平臺，并與GPU一道形成獨特的優勢。

性能與功耗，兩者必須得兼

上述這些細分領域有些屬于快速變化的高存量市場，有些屬于擁有很大創新空間的新興市場，但它們都依賴于高性能GPU在最低功耗下的性能表現。換句話說，如何在帶給用戶最佳性能體驗的同時更兼顧低功耗特性，正成為各家公司實力比拼的焦點。

根據多年來提供GPU授權設計的經驗，Rys Sommefeldt說自己認識到很多時候市場所需要的與實際創造出來的產品并不一致。“每個人都希望看到一定的改變，即使只是很小的變化，但我們又無法準確預測客戶所期望的目標性能水平、功耗和領域，這就是這個行業的本質。所以，可擴展的、模塊化的可調節GPU設計是必須的。”

對于GPU來說，最關鍵的可擴展因素永遠是性能，例如浮點數量和GPU可處理的像素數量。因此，通過在設計中提供多種水平的性能，用戶就有機會以最少的精力和時間來應對市場中新的配置需求，并使自己得以跳出原本的領域和產品計劃。

Imagination最新推出的塊狀延遲渲染微架構是專為在渲染過程中降低工作量而設計的。該架構不對隱藏的像素內容進行著色內容處理，意味著無需耗費電源來運行ALU和獲取寄存器組，從而帶來了功耗方面的大幅降低；也無需提供紋理模型和寫出用于中繼緩沖或最終圖形的像素，極大地節省了存儲需求。

設計增值，才能活下去

近年來，Imagination在為客戶提供硬件、軟件和市場方面的產品支持上也取得了巨大的成就。包括提供專門的硬件設計團隊與客戶、晶圓代工長溝通合作，以確保實現最佳的片上性能；戰略軟件團隊與客戶和開發者共同創建可為PowerVR提供明確策略優勢的軟件產品；細分市場營銷專家充分理解客戶的目標應用細節，展示PowerVR在相應領域的巨大價值等。