在全球經濟面臨巨大壓力之際,芯片IP公司仍將持續受益于智能汽車、5G和人工智能技術廣泛應用的趨勢。
而在全球車載GPU芯片IP領域,Imagination的光線追蹤技術可以說是過去20年來3D圖形處理領域最令人興奮的創新之一。該公司此前已經為汽車應用處理器市場的三家頂級廠商中的兩家(TI和瑞薩)提供GPU IP,是市場份額最大的單一廠商。
事實上,今天在汽車行業,GPU的用例幾乎涵蓋了從ADAS到自動駕駛,從儀表到中控信息娛樂等等多個車載系統。而在實際大規模量產落地領域,基于深度學習的ADAS系統,是GPU的主力市場。
一、業界首個符合ISO26262功能安全 圖形處理和計算,是GPU在車載應用中的獨特優勢。
就在幾周前,Imagination宣布了針對汽車領域的XS系列GPU新IP,支持ADAS加速和安全關鍵的圖形工作負載。XS代表了迄今為止最先進的汽車級GPU IP,也是業內首個符合ISO 26262標準的,專門用于滿足ADAS安全計算的產品。
安全關鍵圖形和計算能力是下一代車載系統(如全景環視、數字儀表和ADAS)的要求,XS的設計采用了一種新的安全架構,具有獨特的計算和圖形機制,在關鍵的工作負載下可以提高2倍的性能(和市面上的產品相比)。
隨著汽車系統越來越復雜,對功能安全性的要求也越來越高。新的XS安全架構包含TRP的專利技術,能夠確保和驗證來自GPU數據的正確執行和傳輸。
除了同步機制之外,XS還包括硬件機制,這些機制可以跨計算和圖形執行對安全至關重要的工作負載,同時最大化性能。
至關重要的是,這些特性都在硬件中實現。此外,Imagination還發布了針對汽車GPU的OpenGLSC2.0 API,使客戶能夠在安全關鍵應用程序中受益于GPU加速。 通過硬件虛擬化解決方案,面向ADAS的下一代 GPU-PowerVR XS使多屏幕、多操作系統和多個應用程序都能在一個GPU上運行而沒有性能損失。
“XS代表著我們在汽車性能方面的數量級提升,并為下一代汽車SoCs定義了一個新的基準?!盜magination市場及業務發展高級經理鄭魁表示,這也得益于此前公司在汽車級SoCs GPU IP超過50%的市場份額。
二、人機交互的關鍵安全保護
除了ADAS應用,GPU-PowerVR XS實際上也為液晶儀表信息提供了更好的顯示效果和性能。在自動駕駛汽車和提供駕駛員輔助的智能汽車中,它們甚至更為重要。
其中一個典型的案例,就是儀表屏幕上的安全警示燈,由于這些警示信息必須在任何時候都可用,GPU可以保護出現警示燈的那部分屏幕,確保不會出現警報顯示安全故障。
而過去,大多數數字儀表的HMI開發人員不得不將安全關鍵部分(如警示燈)轉移到CPU上運行,從而導致更復雜的工作流程,同時很難在性能上得到提升。
如果一切都可以在GPU上進行,那么工作流程就會更簡單,結果就會有更高的性能,這就使得設計者有可能創造出更高的分辨率,更復雜的顯示效果,最重要的是符合功能安全。 此外,GPU還可以加速在儀表上創建多媒體和娛樂所需的圖形。同時還可以創建輔助駕駛圖像,這就意味著顯示可以在圖形和視頻流之間快速切換。同時,圖形還必須快速生成冗余備份,在冗余備份中進行第二次處理,以確保功能的安全執行。
這得益于TRP(分塊區域保護)技術,可以識別屏幕上的安全關鍵區域,并根據每個對象對它們進行標記,這尤其適用于全景環視在液晶儀表上的實現。一旦系統檢測到一個物體(比如車輛周邊有行人),環視視頻流就成為安全關鍵系統。
一旦識別,該對象被標記,安全渲染將被執行,無論它出現在哪里顯示。Imagination的GPU使用基于分塊延遲渲染(TBDR)專利技術來渲染圖形,在渲染之前將屏幕分解成多個分塊元素。這還有一個額外的好處,即允許我們非常有效地執行每個對象的標記,從而將性能開銷降到最低。
此外,Imagination特有的虛擬化、HyperLane、AI協同(AI Synergy)等技術在XS GPU中也發揮了關鍵作用。通過虛擬化和HyperLane技術,XS GPU可以支持多任務、多屏幕、多操作系統,同時所有的任務彼此隔離,從而可以確保安全性。
而通過AI協同技術,GPU可以在提供圖形處理能力的同時,使用其備用資源支持可編程AI,同時固定功能的AI運算則可以放在專用的神經網絡加速器(例如Imagination的PowerVR 3NX NNA)上執行,從而實現更高的AI性能。
三、中國市場的定制化服務
毫無疑問,中國是未來智能網聯汽車的主要單一市場。對于Imagination來說,中國市場的多元化和本地化需求,是未來市場份額的保障。
就在兩個月前,Imagination與北汽集團旗下的北汽產投宣布一家汽車半導體合資公司,設計汽車級系統芯片(SoCs)及相關軟件,并提供全面的支持服務。
合資公司的目標是與業內其他汽車芯片公司合作,為中國客戶提供智能互聯汽車的創新支持,專注于自動駕駛輔助系統(ADAS)應用處理器和智能駕駛艙語音交互芯片的研發。
這家合資公司將按照IP許可模式,Imagination對其授權圖形處理單元(GPU)和神經網絡加速(NNA)的IP和軟件。事實上,這也是符合汽車工業傳統模式的轉型升級趨勢。
比如,芯片從過去基于標準的芯片轉變為定制的硬件和軟件解決方案,以及與客戶及其產品深度集成的技術服務。新的機會也推動產業合作方式的改變。
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原文標題:汽車級GPU的新玩法
文章出處:【微信號:Imgtec,微信公眾號:Imagination Tech】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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