Imagination年度峰会：SoC GPU 市场需求及变化趋势

2017年3月初, Imagination举办了年度技术峰会。在会议上，我们的高层主管人员和合作伙伴进行了为期一天的讨论。讨论的主题范围广泛，从增强现实（AR）和虚拟现实（VR），再到异构计算和物联网安全，均有涉及。当然，我们还讨论了PowerVR GPU IP的最新发展趋势，该IP在性能和功效方面将继续保持行业领先。

在会上，PowerVR商务部高级主管克里斯托夫·比茨发表了演讲，题为：“有升必有落：SoC GPU的崛起和重新调整。”本文便是基于这篇演讲。在本文中，我们将谈论技术和市场力量如何塑造SoC GPU的需求；以及根据特定细分市场的需求和优先事项，GPU需求如何变化。我们将提出一些有根据的推测，展示2025年SoC图像使用案例。

正如我们在Imagination所了解的，由于智能手机的驱动，嵌入式GPU在新世纪头十年的中期经历了巨大的发展，我们将原PowerVR MBX内核用于移动设备和 PowerVR SGX继承版。有了这些突破性的开端，以后每一代新硬件的性能都大幅提升。消费者也迅速适应具有高质量、流畅的帧速率及功效的游戏。

不过，创建游戏的软件开发人员总是寻求可以展示更高视觉质量的方法，同样，消费者的要求也越来越高。目前，任何使用显示屏的给定设备，无论是智能手机还是车载娱乐系统，都对高质量的图像效果有了很高的期待。

在我们谈论影响SoC GPU增长的因素之前，首先对“性能”进行界定。GPU测试经常引用三角形、多边形和几何图形率。但目前，性能已达到一个水平，在这个水平上，性能已成为本质上满足任何现代移动游戏标题需求的商品。因此，它实际上并不能进行相关或有用的区分。

更关键的指标是像素和纹理填充率。这些与配备了4K 60Hz显示屏设备的显示分辨率和刷新率有关，这就需要更强的功率来达到原始帧率。

芯片的GFLOPS功能指的是每秒处理的浮点操作，这关系到游戏展示的特效效果。

可以使用GPU作为纯计算引擎，GFLOPS同样也是关键指标。视觉应用程序的神经网络便是这样的例子，对于这个应用， PowerVR支持最新的开放标准，即OpenCL和OpenVX 1.1。

PowerVR一直能迅速响应，支持最新的图形API，从MBX的OpenGL ES 1.1，到支持OpenGL ES 3.2的最新GPU。且其一直能与Vulkan的更新保持同步，即目前可用的最现代化的Khronos API。

最后，还应该根据解决特定市场需求的功能来评判GPU。这就包括机顶盒和电视市场要支持YUV 10-bit；高带宽应用使用高效无损的帧缓冲压缩 (如PVRIC)，如电视；硅DRM用于安全处理视频；以及满足全自动汽车市场功能性安全需求的特性。

秉承这一点，SoC制造商在创建产品时，需要做出有关GPU的何种选择？我认为应该考虑四个方面：成本、功耗/热预算、技术的局限性和市场趋势。

成本因素

首先便是成本。GPU是一片结构复杂且造价昂贵的硅，在细分市场存在价格压力。通过增加更多集群便可以提升GPU的性能，但除非相比上一代产品，这一部分所基于的制造工艺更小，否则耗用功率将增加，使产品竞争力不足。不过，使用新的工艺技术成本高，对于更小的SoC制造商而言，单流片成本就十分昂贵。因此，构建SoC时需要仔细平衡设计选择和风险——高成本意味着，产品的出售成本也相应提高，以此来进行补偿，而这样会缺失保障。

功率和热预算

功率和热预算也是关键因素，同时，还需要仔细考虑设备因素，无论是大型智能手机、智能手表、或是汽车平视显示器。台式机显卡的功率有上百瓦，这对于移动设备而言不适用。

还必须考虑使用场景。例如，VR智能手机的设计者必须考虑将手机置于头戴式耳麦内产生的热影响。因为这样做会改变设备的热特性，长时间全功率运行会生成很大的热量。这将增加设备过热的风险，让GPU减速，或停止运行，直至设备完全冷却，这样一来，便大大降低了用户的VR体验感。

技术障碍