Imagination：SoC IP技术赋能未来硬核科技创新

集微网消息 近来，在由EEVIA主办的第十届年度中国硬科技媒体论坛暨产业链研创趋势展望研讨会上，Imagination产品市场高级经理黄音分析了IP创新方向。

对于半导体近些年来的发展，在其看来，市场对半导体器件需求是增加的，有周期性的一些供应，因为它的技术成熟导致价格的下跌，有疫情的问题、有经济的增长和下跌，导致需求不断的变化。

但半导体器件有产品生命周期的变化以及标准的不断迭代，而这些都是复杂的变化。但有一点比较好的方向是：高性能的SoC IP的需求是增长的，这也带动了技术市场的提振。

再如如服务器的市场增长，物联网AIoT市场的应用和普及，还有5G、人工智能市场的增长和推广，这些应用市场背后的需求，在推动技术往不断发展。

从市场规模来看，整个半导体产业链是倒金字塔的产业链，2021年全球GDP大概在96万亿美元，电子信息的规模在1.4万亿，而半导体的销售大概近6000亿，而2021年IP产值是50多亿。

黄音表示：“对于大半导体设计公司来说，它有足够的技术储备、人才储备和资金，对每一个细分领域和专项可以做拓展，面向非常大的广阔市场。但对一些中小型公司、创业公司来说，他们需要在成长过程中专注核心领域，没办法提供整个SoC完整的技术，所以它需要IP公司的支持，IP公司能协助它，让它突出优势，协助他们完成SoC。”

IP公司的作用是什么？黄音强调：“我们能提供核心领域的IP技术，我们能够协助客户做验证，我们能辅助客户流片成功。其它的事情，包括芯片本身的应用技术，包括市场拓展，是芯片公司应专注的，他们去完成专业领域的事情，有一部分技术领域的事情，交给IP公司来做，而且IP公司能协助，利用IP公司的技术门槛，来增加它的技术优势。”

作为IP领域的龙头企业之一，Imagination的创新焦点主要在性能和功耗，两者的平衡十分重要，针对每一个不同领域，性能和功耗面积比（PPA）都非常重要。

例如手机有电池供电，而汽车因为在不同的场景下，无论什么使用场景、极限的场景都需要保证功能的稳定性，所以它的芯片功耗一定要保证散热的可持续性，所以芯片低功耗是非常重要的。

再如服务器看似是插电的，但是服务器是多集群设备，而且24小时运转的设备，需要考虑到耗电和散热问题，所以从细的来讲，芯片的功耗、IP的功耗就非常重要。

而从IP市场趋势来看，主要有四方面：首先就是灵活性和可扩展性，这个非常重要。此前Imagination的技术主要应用在嵌入式如手机领域，现在随着国内内需市场的趋势发展，台式机、服务器、数据中心等国内GPU的需求不断增加。目前需要从小核往大核走，要往大的扩展，这需要非常好的灵活性。

其次，市场需求在于功耗；第三就是带宽，功耗与带宽密不可分，带宽是芯片产品不可逾越的坎，在芯片设计中带宽越高功耗也会相应增长；第四是安全性，手机芯片、服务器、都需要安全措施去保障数据不被泄露。

那么，IP的创新方向又何在呢？在黄音看来，主要有以下方面：首先是灵活性和可扩展性。

例如有一个GPU的核叫 CXT 8-256 RT1，带光线追踪的核，这是最小的用在中阶手机里面的核，如何进行扩展？例如扩展到16-512的核，甚至扩展到48-1536，一直可以扩展到64-2048的核。这样大的单核可以达到小的单核性能的四或八倍，而且还可以通过多核来进一步提高性能，实现逻辑的扩大和增强,这是我们典型的C系列GPU扩展过程。

而要确保IP的可扩展性，则还有低耦合多核技术，它不像一般的SoC需要有中心的核去控制其它核的工作，每个核有相同等级的权重和功能，所以信号不需要一定经过中心的核，这样可以节省能耗和带宽。

其次，如分块延迟渲染（TBDR）技术，也是GPU里核心的技术。分块延迟渲染技术第一个优势在于它能够节省带宽，它不是对整个贴图进行带宽渲染的节省，而是因为分了块，可以把一个个小块上的图形数据，挪到GPU的Cache上去，只做一次性的搬移，这样做到节省带宽。简而言之，TBDR技术更加善于利用系统内存并通过只渲染可见的像素，放弃被覆盖或被遮挡的像素来大幅提高整体效率。

接下来我将介绍我们GPU的IMGIC硬件压缩技术，其实现在业内的SoC芯片大多数都采用的是硬件压缩技术，那我们的特点是什么呢？我们提供了多达四种压缩等级：从像素完全无损模式，到可确保 4:1 或更佳压缩率的带宽极省模式。也就是除了无损压缩之外，我们还能做有损压缩，例如25%的有损、50%的有损、75%的有损，而且有损压缩之后，肉眼看起来跟原图没有太大的差别。此外我们的压缩能节省大概20%到40%的带宽。

其三，如Imagination的GPU IMGIC硬件压缩技术，现在业内的SoC芯片大多数都采用的是硬件压缩技术，Imagination提供了多达四种压缩等级：从像素完全无损模式，到可确保 4:1 或更佳压缩率的带宽极省模式。

也就是除了无损压缩之外，其还能做有损压缩，例如25%的有损、50%的有损、75%的有损，而且有损压缩之后，肉眼看起来跟原图没有太大的差别。并且Imagination的压缩能节省大概20%到40%的带宽。

最后，黄音强调：“Imagination一直是致力于做高性能的SoC IP核的公司，我们一直追求的就是最佳的PPA, 高性能，低功耗。我们的IP不仅适用于移动端，也同样适用于桌面服务器等高性能领域，我们跟随市场，追求可扩展性、灵活性，同时也有非常高的效率。”

而在创新上，Imagination GPU的IP核已经超过30多年的历史，例如光线追踪是其中一个非常重要的技术突破。Imagination在技术上的领先是被市场驱动的，也是引领市场的，其GPU、AI、CPU以及其它的IP核，都是在行业前沿追逐最先进的技术，来引领整个行业。