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          Imagination發布支持DirectX的GPU IP,助力“云游戲”芯片的定制開發

          2023-11-15 13:09:47 來源:Nancy,EETOP

          在云計算、邊緣計算、AI、5G等最新技術的賦能下,游戲市場的格局徹底被打開,云游戲應運而生。今年上半年,中國信息通信研究院發布的《全球云游戲產業深度觀察及趨勢研判研究報告(2023年)》預計,2023年中國云游戲市場收入增至98.4億元,同比增長54.96%;到2025年,中國云游戲市場收入達到205.1億元,月活人數增至1.8億人左右。

          無論是存量游戲上云,還是云原聲游戲的開發,都已經呈現蓬勃的生機。伴隨著“云游戲”市場的迅猛發展,以及“云游戲”用戶的不斷攀升,對“云游戲”市場的競逐也是異?;馃?。 

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          近日,Imagination Technologies推出首款支持DirectX的高性能產品GPU IP IMG DXD。DirectX11是一個非常關鍵的API,目前大部分主流的游戲都會支持DirectX11,幾乎主宰了整個游戲生態系統。IMG DXD基于硬件級別的 DirectX 11 Feature Level 11_0 接口實現, 可運行主流的DX11 PC 游戲,以及其基于Windows 的應用程序和手機游戲。除此之外,在硬件方面還支持OpenGL4.7、Vulkan API。也就是說,基本上支持所有的主流的API。這是一款專為臺式機、筆記本電腦和云游戲圖形體驗量身打造的可擴展GPU IP,目前已獲得桌面市場的授權許可。

          其實,Imagination TechnologiesD系列方面,此前已經發布過一款面向汽車領域的D系列產品。此次發布的IMG DXD 72-2304,重點是專注于PC和桌面端。DXD的第一個D指的是Imagination Technologies的產品,代表其ABCD一路演進和迭代的產品;“XD”強調這是一個桌面級的解決方案;“72”指的是“紋理率”;“2304”代表算力的速率,就是它代表的是FP32的速率。

          IMG DXDImagination Technologies目前在 PCIe  factor板上推出的圖形處理器IMG BXT 配置最接近,IMG DXD的性能IMG BXT 單核性能的 2.25 ,峰值性能提高了 40%~60%。BXT32-1024到DXD 72-2304,可以說是一種強有力的升級。性能的提升得益于在新核中增加了關鍵的先進功能,如雙速率 FP16,可提高計算性能和能效;片段著色率,可在不影響視覺體驗的情況下減少每幀所需的處理量;2D 雙速率紋理,可加快游戲中的后期處理效果;支持 ASTC HDR,可在使用高質量紋理時最大限度地減少帶寬。 

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          對于“云游戲”來說,專注點最終還是落到用戶體驗上。玩家的體驗,概括來說,主要是包括:速度、延時、效率等。IMG DXD最為受歡迎的一個配置就是MC2的配置、也就是雙核配置,可提供 5 TFLOPS FP32 144 GTexel/s。與此同時,它使用頻率只是1GHz。對于FP32、IMG DXD能夠做到4.6TFLOPS,對于FT16是能夠翻一倍、達到9.2TFLOPS。而對于8位的AI性能,其性能可再翻一倍、達到18TFLOPS。

          此外,IMG DXD中的每個內核都可以作為單獨的 GPU 實例獨立運行,其單核性能相當于IMG BXT的2.25倍,可以滿足主流游戲玩家對流暢幀速率的需求。在云游戲場景中,這有助于最大限度地增加每個 GPU 可承載的游戲玩家數量?;蛘?,利用所有單核組合在一起的運算能力,使單個用戶(在云游戲或臺式機場景中)獲得最高質量。

          架構方面,DXD增加了額外的兩個USC。Imagination公司創新技術副總裁 Kristof Beets介紹說:”這里,我們還可以看到有一個關鍵點,即FP32計算的數目是256,FP16是512。同時,DXD中還有本地的存儲,即32kb對芯片的支持?!?/span>

          為了提高用戶體驗,“云游戲”的服務商在構建服務器系統的時候,還需要專注玩家數量和運營成本,最終實現成本性能的平衡發展。其中,玩家數量即每一核、每一個芯片、每一片板和每一個服務器上所能允許的用戶數;總體的運營成本則包括IP的成本、開發硅片的成本等。

          Kristof Beets分享說:“IMG DXD提供的多核技術虛擬化技術可以實現”。

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          IMG DXD主要的“核”方案是MC1和MC2。IMG DXD“多核技術”獨特之處在于,每一個實例都是一個完整的GPU,用戶可以單獨使用不同的“核”去做多實例的運行。同時,又可以通過合并或融合的方式,把多個核合并成一個實例。組合上來說,除了上面提到的MC1、MC2之外,還可以組成“1+3或者是2+2”的配置。當然,從邏輯上來說,最多可以做到MC4。這種“多核技術”的靈活度,除了體現在這種組合方式的不同之外,在核的運作方式上,也是相當靈活??梢詥为氂貌煌摹昂恕眮砣プ龆鄬嵗倪\行,也可以融合成一個性能更強的大核共同,一起去做一個大體量的實體的Workload。

          雖然,對“云游戲”來說,這種“多用戶、可擴展性”是非常關鍵的。但“云游戲”并不一定需要去融合那么多的“核數”。這又不得不說到Imagination的HyperLane虛擬化技術了。據介紹,該技術可以允許“一個核分成八個硬件的不同域,其中每一個域都可以完成獨立的Workload”。同時在多核的情況下,這種虛擬化還可以繼續往上去進行相乘。例如:四核完全可以做到32個虛擬域,可以完全獨立的運行不同用戶的游戲。此外,多路之后可以把用戶的數據也進行分離,每個用戶之間數據可以做保護、隔離。多核下面還可以靈活的調度硬件,分攤不同的負載,提供全面的安全性和靈活的性能管理。由于這些分割都是基于硬件層面,因此它所帶來的開銷和性能的降低相比,基本上可以忽略不計。總體就是可以做到功耗節省、靈活度比較高的“云游戲”方案。

          除了提供IP服務之外,Imagination Technologies還可以就架構和結構做專利的授權,由此,芯片公司可以完全針對“云游戲”來進行量身定制芯片的開發。談到架構,其實IMG DXD 可適用于所有流行的 CPU 架構,包括 RISC-V。據介紹,IMG DXD GPU的管理上采用的是RISC-V固件處理器,可將 GPU 管理性能提高 40%。Imagination副總裁、中國區總經理劉國軍表示:“RISC-V架構有其優越性,絕對是個趨勢。它是完全不一樣的生態方式,會給行業帶來新的變革,帶來更大的價值、新的價值,讓行業更健康發展?!?/span>

          追溯Imagination Technologies在高端桌面級”領域的發展,2020年發布的“B系列”產品是他們首次涉足該領域。此次發布的IMG DXD,可以說是“高端桌面級”的下一代迭代。劉國軍分享說:“其實'游戲'一直都是屬于我們DNA的一部分。我們一直致力于去提供最好的主機,包括PC層級上的一種游戲體驗?!?/span>

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