ARM 的 Mali GPU 的发展历史有近 20 年的历史,如今 Mali GPU 已在移动市场占有第一位的市场份额,其在安卓阵营 GPU 市场占有率高达 30%左右。
2016 年 5 月发布的 Mali-G71 GPU 是 ARM 公司最强大的处理器产品,该 GPU 基于 Bifrost 构架,移动图形处理能力非常强大。华为的麒麟 960 就是率先商用 Mali-G71 MP8GPU。与上一代相比,图形处理性能飙升 180%,GPU 能效提升 20%。同时这款产品也被内嵌于三星猎户座 8895 处理器上,性能比起前一代提升 2 倍。
2016 年底,ARM 发布 Mali-G51 GPU,主要面向低端入门智能手机,且具备处理 VR 应用的图形处理能力,目标是将 VR 技术进一步推广,扩大市场占有率。ARM GPU 能够配合 Allwinner 的 H8VR chipset 等独立 VR 设备直接使用。该 GPU 基于 ARM 的 Bifrost 架构,能够根据图形处理的需求来平衡功耗。
Imagination
Imagination 公司是苹果手机 GPU 的供应商,被苹果宣布计划弃用后中资基金有意收购。Imagination 公司是 ARM 的老对手,主打的手机 GPU 产品是 Power VR 系列,长期用于苹果的处理器,如在 A10 中所采用的就是 PowerVR GT7600 图形处理器单元,苹果提供的收入占其整体营收的一半以上。2017 年 4 月苹果宣布在两年内将弃用 imagination PowerVR,转而自主研发 GPU,这对非常依赖与苹果供应关系的 Imagination 来说是个严重打击,消息公布后公司股价大跌 70%。
Imagination 产品介绍
2011 年,Imagination 公布了他们新一代 PowerVR Series6 架构,代号为“Rogue”,是PowerVR GPU 第一次采用统一着色器设计,如今已经遍布全球各个领域,PowerVR 6/7/8 系列都是基于它衍生来的。
2017 年 4 月,Imagination 宣布全新 GPU 架构,代号“Furian”。Furian 的设计首要目标是改进功耗和性能,具体来说就是每毫瓦性能、每平方毫米性能,号称相比于 7XT Plus 可提升 35%的着色器性能、70-90%的综合性能。Furian 架构是在 Rogue 基础上的全面翻新。它还是基于区块延迟渲染(Tile Based Deferred Rendering),但几乎每个模块单元、数据流、整体布局都是新设计的,比如支持多线程多任务数据执行,微内核固件控制,帧缓冲和几何无损压缩,新的安全和虚拟化技术,这对于未来深挖潜力十分关键。
景嘉微
景嘉微是国内唯一拥有自主知识产权和成熟产品的图形处理芯片公司。公司创建于 2006年 4 月,2016 年 3 月在深圳证券交易所挂牌上市,现有员工 400 多人,专业从事加固电子产品设计与制造、集成电路设计及相关的软件开发与设计,产品广泛应用于高可靠性要求的航空、航天、航海、车载、工控等专业领域。公司是国内唯一拥有自主知识产权、基于 Vxworks 操作系统的 ATI Mobility Radeon 系列图形控制芯片驱动程序和完整解决方案的公司。公司获得了国家重大科技专项“核高基”的立项支持,于 2014 年 4 月研发成功国内首款高性能低功耗的图形处理器 JM5400。除显控产品外公司还有部分军用小型专用雷达产品业务。
参考中国报告网发布《2016-2022年中国图形处理器(GPU)行业现状调查及竞争策略分析报告》
公司通过自主研发掌握图形显控底层技术,在军机图形显控模块市场优势明显。图形显控系统是现代武器装备中多种信息融合和人机交互的核心系统,在我国军用飞机航电显控系统由使用 DSP 与 FPGA 图形加速器向使用 GPU 图形处理器升级之际,公司率先推出了应用独立 GPU、高度集成化的 FPGA 和支持 OpenGL 标准的图形显控模块。公司通过自主研发逐渐掌握图形显控产品底层驾驭能力,并于 2007 年成功开发出 VxWorks 嵌入式操作系统下 M9 芯片驱动程序,随后又顺利解决了 VxWorks 系统下的 3D 图形处理难题,突破了 VxWorks 系统下汉字显示瓶颈,成功打造了基于 M9、M72 和 M96 的系列开发平台和系列产品线,摆脱了一直以来对外商的依赖。目前我国绝大多数新研制的军用飞机和相当数量的军用飞机显控系统升级换代均采用了公司的图形显控模块。
2014 年成功研发的第一代自主知识产权图形处理芯片 JM5400 已完全满足军用需求。景嘉微第一代自主知识产权图形处理芯片—JM5400 采用全新的架构设计,基于 65nm CMOS 工艺实现,能够高效完成 2D、3D 的图形加速功能,提供了多种丰富的外设接口,在芯片上集成了 1GB 的 DDR3 存储器,支持两路多种格式的外视频在图形上进行开窗、缩放、旋转以及叠加显示,提供了符合 OpenGL 规范的驱动程序,全面支持国产 CPU 和国产操作系统。JM5400 最大的优点是高可靠性和低功耗(低于 6W),内部各功能模块可独立关闭进一步减少功耗,加上其国产 GPU 的属性,非常适合用于军用产品。目前 JM5400 已经完全可以满足军用机载舰载的显控需求,但是性能上和民用标准还有差距。
下一代 GPU 年底流片,性能达 2013~2014 年国际标准,面向几十亿级国产安全电脑市场。公司长期坚持“预研一批、定型一批、生产一批”的滚动式产品发展战略,下一代芯片以 JM5400 为架构基础,基于更先进的 28nm 工艺并进行了全面技术升级,综合设计性能将达到 2013~2014 年国际标准,预计 2017 年底进行流片,2018 年可实现产品化销售。随着国家对信息安全重视程度不断提高以及网络安全法的实施,党政军和关键领域信息系统自主可控将开始快速推进,2016 年底,全国共有 700 多万公务员和 200 多万军人,加上关键领域人员目标人群超过 1000 万,按照单台电脑显卡模块 1000 元以及一定的渗透率计算,国产化安全电脑显控总市场空间将达几十亿元。从国产安全、性能、适配等角度综合考虑,公司下一代图形显控芯片基本是唯一选择,颇具竞争力。
整合 KALRAY 并行计算技术,目标成为中国版 NVIDIA,剑指百亿人工智能计算市场。景嘉微 2017 年 6 月 27 日公告其全资子公司长沙景美集成电路设计有限公司与 KALRAY S.A.签署了《OEM AND DISTRIBUTOR AGREEMENT》。KALRAY 是全球首家可以提供 256核以上处理器芯片的厂商,是在单芯片上实现超级计算(Supercomputing on a Chip)的发明者。公司创新的 MPPA 架构独一无二地提供单芯片超算解决方案,可以为视频、网络、电信、大数据等领域的云计算应用实现实时加速,还可以为航空航天、国防、汽车等领域的嵌入式应用提供嵌入式高性能运算能力。
根据协议,景美作为 KALRAY 公司在中国大陆地区的排他性独家原始制造商,在协议允许范围内,可以以嵌入式或其他方式将 KALRAY 产品嵌入到景美自有品牌的产品或解决方案中。景美作为 KALRAY 公司在中国大陆地区的排他性独家授权经销商,在协议允许范围内,可向客户推广、分销和销售协议规定的硬件(包括晶圆等)和软件产品并提供前线支持服务。景嘉微通过与 KALRAY 公司合作整合其并行运算技术,结合公司自身的显卡设计能力有望在未来两三年内推出可实现人工智能复杂计算的下一代高性能 GPU,成为中国版 NVIDIA 布局百亿级的中国人工智能计算市场。
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