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Imagination推出IMG CXT图形处理器:手机或将实现硬件光线追踪

对于如今的移动设备来说,图形处理器(GPU)是不可或缺的一部分,游戏、视频、VR、AR等场景都需要图形运算能力的支撑。不过,目前只有为数不多的企业能够设计GPU,Imagination Technologies则是其中之一,不仅推出了知名度很高的PowerVR系列,还将硬件光线追踪技术带到了移动领域。

11月4日,Imagination Technologies正式宣布推出IMG CXT,一款全新的旗舰级GPU知识产权(IP)产品,同时亮相的还有光线追踪架构PowerVR Photon。Imagination Technologies表示,该架构不同于目前移动端的软件光追方案,基于硬件实现,称得上GPU IP领域的又一次重大飞跃。

不同于目前普遍使用的光栅渲染,光线追踪渲染技术可以通过算法模拟出接近真实光线轨迹,从而让3D画面变得非常真实,尤其是光影表现几乎完全接近现实生活中的效果。但是,由于光线追踪需要大量的计算资源,只有桌面级PC、游戏主机才能实现实时光线追踪,并且仅限于近几年发布的中高端产品,移动端一直没有高效的解决方案。

随着IMG CXT和PowerVR Photon架构的出现,这一局面将被打破。其中,IMG CXT-48-1536 RT3内核具有三个光线加速集群(RAC),可提供总体高达1.3 GRay/s的性能,即使在移动设备低功耗的情况下,也能以1080P分辨率实现30~60FPS的光线追踪渲染,满足日常游戏所需。

值得一提的是,由于光线追踪能在不同的性能和效率等级下执行,Imagination Technologies为了让玩家、开发者了解这一点,建立了光线追踪等级系统(RTLS),从0级到5级共6个等级的光线追踪功能的要求。此次,新推出的PowerVR Photon架构已经属于RTLS 4级,远高于现在已经出现的软件光线追踪解决方案。

Imagination Technologies表示,PowerVR Photon架构之所以能够实现高级别的光线追踪,是因为加入了RAC单元。这是一种专门针对光线追踪运算的硬件结构,具有光线存储(Ray Store)、光线任务调度器(Ray Task Scheduler)和相干性聚集器(Coherency Gatherer)等,并与两个128位宽的统一着色器集群(USC)紧密耦合,同时USC拥有高速专用数据通路,可以在低功耗的情况下加速光线追踪计算。

此外,除了光线追踪技术,IMG CXT在传统的光栅渲染方面也有提升,与Imagination Technologies的上一代GPU IP相比,其计算、纹理和几何性能都提高了50%,并具有图像压缩(IMGIC)技术等,提供了卓越的帧率功耗比(FPS/W)效率。

至于未来的实际运用,Imagination Technologies已在多个市场中进行了授权,同时获得了相关行业及众多企业的积极评价。另外,得益于多核技术,Photon架构可实现高达9TFLOPS的FP32光栅化性能和超过7.8 GRay/s的光线追踪性能,同时提供高于RTLS 2级或3级光线追踪方案2.5倍的功耗效率。使得Photon架构除了游戏领域,也可扩展应用于云、数据中心、PC市场,以及汽车领域,包括高品质的汽车人机界面(HMI)、具备混合现实功能的抬头显示器(HUD)、数字车速表和其他信息显示器等。

关于IMG CXT、PowerVR Photon架构的其他一些细节,11月4日的发布会上,Imagination中国区董事长 白农先生、Imagination公司副总裁 中国区总经理 刘国军先生、 Imagination中国区战略市场与生态副总 时昕博士、Imagination技术前瞻副总裁 Kristof Beets先生,向在场的媒体进行了解答。

提问1:IMG CXT、PowerVR Photon光线追踪架构相比现有的GPU,在复杂场景下的功耗表现如何?

Imagination Technologies:在复杂场景下,如果没有PowerVR Photon光线追踪架构,光线追踪运算就需要依赖着色器去完成模拟计算,并不高效,通常会有非常大的功耗。

不过,随着PowerVR Photon光线追踪架构的加入,就可以将光照效果,包括反射阴影、全局照明等,全部交由专用的硬件单元进行计算,专用硬件的效率显然会高于原有的CPU或者GPU。

提问2:Imagination Technologies的光线追踪等级系统(RTLS)是定制标准还是行业标准?

Imagination Technologies:光线追踪等级系统(RTLS)是Imagination Technologies提出的标准,当前还不是行业标准,Imagination Technologies希望它未来可以变成行业的标准。

其实,Imagination Technologies是光线追踪领域的先驱者之一,几年前就已经实现了RTLS 5级的技术,但是考虑到市场成熟度,推出太超前的产品,市场生态还不能匹配,所以选择先将L4推向市场。

Imagination Technologies正是基于对光线追踪技术和市场的了解、总结推出了RTLS,帮助大家了解不同光线追踪技术的差异。因为,目前软件模拟的光线追踪方案和硬件方案的效率完全不在一个级别。

提问3:Imagination Technologies是否会和特定的芯片制造商合作一起开发IMG CXT?

Imagination Technologies:由于IP产品需要授权、制造才能真正的被用户使用。因此,在Imagination Technologies的业务过程中,一直都存在很多的合作伙伴以及不同的合作方式,除了芯片制造商,甚至包括操作系统、软件、游戏内容的开发商。

至于涉及芯片制造的合作,Imagination Technologies会提供不同的合作方式,同样会听取客户的反馈,优化或改进后续产品的设计,并不会只和特定的一家芯片制造商进行合作。

提问4:如果以目前发展情况进行预估,消费者大约会在何时体验到PowerVR Photon光线追踪架构相关的硬件和软件产品?

Imagination Technologies:目前IMG CXT、PowerVR Photon光线追踪架构已经授权给了很多合作伙伴,但在具体产品发布前无法透露。

这一周期通常要18~24个月,假设今年进行了IP授权,客户完成芯片设计和流片,最终产品应该会在2023年上市,也就是消费者在2023年可以体验到相关的硬件光线追踪解决方案。

另一方面,虽然目前已有软件光线追踪解决方案,但是受限于设备的算力以及效率,还很难带来优秀的用户体验。所以,等到硬件光线追踪方案进入市场之后,消费者将会感受到巨大的优势。

正如前文所说,IMG CXT、PowerVR Photon光线追踪架构的推出称得上GPU IP领域的又一次重大飞跃,新品不仅拥有业内为数不多的硬件实时光线追踪技术,同时还面向移动领域,带来了低功耗优势。我们完全有理由相信,未来随着IMG CXT、PowerVR Photon光线追踪架构的实际应用,将彻底改变移动设备的游戏视觉体验。

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  • 编辑:王虹
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