——智能终端时代GPU成为关键,GPGPU或主导视频电子行业
DVBCN数字电视中文网综合报道(敖瑞),2012年5月3日,三星电子在英国伦敦正式发布GALAXY S III系列智能手机。这款旗舰智能手机搭载了Android™ 4.0操作系统,Exynos 4412四核处理器,频率达到了1.4GHz,GPU采用Mali 400MP。GALAXY S III会在6月9日登陆中国。
GALAXY S III一出,ZOL、PConline等媒体的测评报告显示:凭借三星自主研发的Exynos 4412四核处理器(ARM® Cortex™-A9)与四核ARM Mali™-400 MP图形处理器,GALAXY S III硬件方面已经达到巅峰。
GALAXY S III
智能时代,硬件狂奔
随着智能化浪潮的不断演进,消费电子产品领域的竞争变得更为激烈——只有不断靠近智能化,才能在竞争中取得先机。iPhone与诺基亚、富士与柯达,三星与尔必达,越来越多的“新贵”将“老皇帝”们掀翻,多方跨界的大幕早已拉开。
在这个大趋势中,电子产品的性能开始高速狂奔,这不能不引起我们的关注。首先,便携消费电子产品多核化趋势明显——在服务器、个人电脑等传统领域之外,自2010年起,多核处理器已开始被广泛应用于平板电脑和智能手机等移动设备中。随着ARM架构多核处理器技术的不断更新,ARM仍将继续引领多核嵌入式技术的发展。
厂商开始拥有更多的产品定制选择,多核产品的业绩随之快速成长。随着2012年Android系统升级为4.0之后,单核处理器无法带来流畅的运行体验,Android平板电脑的硬件竞赛也已经全面进入多核处理器时代。如今,卓越的3D性能和1080p分辨率下的游戏应用成为了吸引用户的王牌,图形处理器的重要性被凸显。
目前ARM Mali-400 MP图形处理器放量迅速,在中国地区尤为明显,ARM中国区资深市场经理邹诚预测:今年全球超过40%的Android平板电脑将内置Mali,Mali在Android平板电脑上的GPU市场份额已经迅速上升到第一位。
第二个趋势是高配置标准化,由于App Store商业模式逐步成熟,手机/平板等便携移动终端成为了用户最主要的装置,大量的决策以及娱乐需求都将在手机/平板上实现。以智能手机为例,“多核”CPU、“1GHz”频率,触摸“大屏”、“高像素”摄像头,已经成为了智能手机的标配。而本次Galaxy S III又将硬件拔高了一层。
应用越来越强,一直在敦促更高的配置。随着互联网的进一步发展,很多网站都加载了HTML5、FLASH等插件,浏览的负载特别大,从某种意义上说,智能设备硬件高配化可以说是市场需求驱动的结果。事实上, 以ARM的Cortex-A7、A9以及最新的A15发布进度来看,ARM的芯片演进路线图发展其实是越来越快,在应用处理器(AP)方面, ARM与其合作伙伴在对高性能半导体的追逐从没停止过。
SoC厂商Rockchip(瑞芯微电子)CMO陈锋向DVBCN记者表示:从目前多个终端的发展速度来看,新兴消费电子产品平板电脑的软硬件提升速度较快;智能手机作为用户最重要的决策以及娱乐终端,体量巨大、发展快速,将一直是所有厂商关注的焦点;此外,家庭娱乐多媒体平台潜力巨大,蕴含巨量产值。
Rockchip近期推出的Rk3066SoC处理器,采用双核Cortex-A9架构+四核Mali-400 MP图形系统,性能较Rockchip的上个产品RK29/30系列拔高明显。在陈锋看来,高配置的趋势将继续深化,“摩尔定律”将继续带动芯片产业的白热化竞争。 [fs:page]
图形技术,魔幻之门
原仅属于计算机行业的GPU,如今进入嵌入式领域,成为智能终端SoC的标准配置。仅以用户体验来讲,厂商的第一要务就是定制出完美的人机界面,流畅的演示炫目的3D图形。3D图形作为视觉媒介的主流表现方向,未来将成为智能终端的基本显示形式。
“小屏”、“中屏”、“电视屏”,智能化的席卷之势已成。仅以智能电视领域为例,在沿用智能手机的App Store模式之后,用户收视模式开始出现质变:在基于Android/iOS/Windows/Linux/STVOS等平台之上,智能电视的维护、软件复用、商业模式、差异化应用开发都变得非常便捷。大量的开发者加入到Apps的生态系统,这对传统数字电视造成的影响与当年Skype业务对通话业务的冲击如出一辙。
某Samsung的供应商向DVBCN记者透露:“GALAXY S III作为三星的旗舰产品,一向是追求尖端应用、尖端性能。这也是本次推出四核处理器(ARM® Cortex™-A9)与四核ARM Mali™-400 MP图形处理器的原因。”该人士还表示:事实上,从半导体层面上来看,手机、平板电脑以及智能电视仅仅是分辨率的差异,智能芯片的机制并不会因此而改变。
在用户体验方面,UI用户界面的图形显示是厂商竞争的基础。以目前主流系统Android为例,要顺利的运行各种UI,就需要配置足够性能的GPU产品。据资料表明,三星与ARM有着长期的合作,有观点认为,这是由于选用Mali产品更有利于其GPU/CPU方案的整合,这样亦能保持高系统兼容性以及高效的图形能力。
从GLBenchmark的跑分数据来看,在Mali-400的支持下,终端的图形能力又被拔高了一个档次
据台湾资策会(MIC)估计,在未来智能电视市场将继续放量,未来两年间世界智能电视/STB的出货量将以每年64%的速度迅猛发展,芯片供应商Mstar、MTK传统两强仍将占据超过80%的份额。有业内人士预测:智能电视市场经过2011年充分预热,预计2012年中国智能电视出货量将超过1000万,Mali的份额将高达90%以上。
视觉作为用户的第一大感官,厂商当然会将所有努力都汇聚于此。随着“智能化”开始侵入“电视”这一最后的技术洼地,魔幻的视觉体验即将到来。 [fs:page]
系统兼容,关乎成败
一直以来,电池技术都是便携式终端的瓶颈——越来越“酷炫”的应用和网页成为了耗电大户,这种“一日机”的现象虽然造就了很多晚间准时回家充电的好青年,但这显然不是各个终端厂商所愿意看到的。
在电源技术取得突破性进展之前,SoC厂商仍将继续在节电方面大费心思。据悉,三星半导体的Exynos4412是quad-core,但存在节电程序,会自动控制使用CPU核数,甚至还会出现triple-core。HTC产品ONE X是Cortex-A9架构的Tegra3在ARM标准四核基础上加入一颗协处理器,动态待机仅协核运行;运行高性能应用时,按需逐个开启主核,同时关闭协核心,切换延迟不超过2ms。
Mali-400 MP
目前芯片厂商节能降耗的手段都着力于工艺和机制上:Rk3066SoC处理器使用了金属栅极技术,该工艺下芯片漏电量降至最低,频率最高能达到1.6GHz,Rk3066SoC的功耗可以动态调整,不同运行强度下可在0.9V/1.2V电压切换,合理分配功耗。
Mali-T604 MP
此外,在Mali-400 MP之后,新一代产品Mali-T600 MP系列又一次登上了技术的巅峰,该产品率先支持未来的先进标准,例如OpenGL ES 3.0(代号Halti), OpenCL 1.1 Full Profile,Microsoft DX11,Google renderscript等等。其计算能力足以胜任Windows8、Android 4.0/5.0等未来主流操作系统。Mali-T600 MP较当下主流嵌入式GPU有着本质的拔高,其性能至少提升了5倍以上,更高的性能给用户全新的游戏体验。该产品作为第四代 Mali 嵌入式图形 IP, 是专为满足 GPU 上的通用计算 (GPGPU) 需求而设计。
据陈锋介绍:所有的厂商都在寻找硅片面积(功耗)与性能之间的平衡,3066处理器A9+Mali的ARM体系组合,在软件、驱动、适配性上都得到了提升,开发过程也得到简化。由于ARM在华的份额持续增长,其中国研发中心为Rockchip提供了重要的技术支持,带来了较多的便捷。
据传,ARM在中国的研发中心将继续扩大,为包括芯片、系统、游戏等产业链中的合作伙伴提供整体的技术支持,进而帮助嵌入式3D GPU生态系统不断成熟、壮大。
IC设计是典型的资本密集型行业,开发周期往往至少长达1年,随着国家“863计划”、“新18号文”、“973计划”等战略项目的稳步推进,我国IC设计厂商发展开始进入快车道。在未来,在中国本土终端厂商的本地化支持下,Rockchip、海思、全志、Amlogic等具备核心专利的上游半导体企业将越来越多。 [fs:page]
通用核心,未来之路
一直以来,人们一直在寻找各种加速图像处理的方法,然而受到CPU本身在浮点计算能力上的限制,对于那些需要高密度计算的图像处理操作,传统CPU常常力不从心。随着可编程图形处理器单元(GPU)在性能上的飞速发展,利用GPU加速图像处理的技术逐渐成为研究热点。
在未来,GPGPU(General Purpose GPU,通用计算图形处理器)将是图形技术的发展方向。该技术可使得CPU运算非常复杂的序列代码,而GPU则运行大规模并行应用程序。有业界观点认为,CPU与GPU的构架终将走向融合。
2009年,微软发布的windows7 即利用DirectX Compute将GPU作为操作系统的核心组成部分之一,欲提升GPU在硬件使用的价值。DirectX Compute就是微软开发的GPU通用计算接口,欲统一GPU通用计算标准。
IC巨头很早就开始在GPGPU领域布局:ARM早已拥有完整的CPU/GPU构架系列方案;AMD收购ATI,掌握了覆盖处理器、芯片组、显示芯片的完整产业链;Intel收购Havok,旨在提升其物理模拟引擎的技术实力;显示芯片厂商NVIDIA也开始涉足通用计算领域。
在硅片面积越来越紧张的今天,增强CPU与GPU的协同性是在现有体系下挖掘处理器潜能的好方法。在未来,芯片企业将在CPU/GPU方向继续扩展,利用GPU软件接口将CPU运算任务分配到GPU,增强通用芯片的计算效能、充分挖掘SoC的性能潜力。
有预测表明,未来消费电子产品将在2015年左右规模部署GPGPU,芯片的性能将持续性提升,其覆盖的产品也将更加广泛。(完)