后摩尔时代的Imagination公司，发展现状与规划谈

来源：电子工程专辑

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去年我们采访Imagination中国区高管时了解到，在被凯桥资本收购以后的几年内Imagination年度营收复合增长达到了33%；另外还提到诸如在汽车GPU IP市场保持领跑等相关数据。

其实近几年Imagination在产品宣传上反倒是相对低调的——从媒体和终端用户的角度来看，我们不是特别清楚Imagination公布的这些营收、市场份额数据，究竟是怎么落地的：客户在哪儿，IP转为芯片的情况如何，产品线及应用市场规划怎样......

这些更实在的东西大概才是一般人最为关注的。这次我们有机会采访到Imagination Technologies首席产品官(CPO)James Chapman，就更具体的角度对Imagination这家公司及产品于当代所处的位置和策略，有了更清晰的认识。这大概也能体现当下的处理器IP企业究竟是怎么看待市场的。

James Chapman，首席产品官(CPO)，Imagination Technologies

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1、GPU IP供应商的转身

去年10月，我们撰文《IMG PowerVR架构30年(上)：从世嘉游戏机，到芯动桌面显卡》回顾了过去30年，Imagination的GPU IP——也就是PowerVR架构的演变史。文章的下篇我们一直都没有动笔——其实就如上篇谈到的，以被凯桥资本收购为转折点，不仅是PowerVR这样一个架构或技术，Imagination这家公司本身也是步入了新纪元的。而要理解当代的Imagination，我们大概可以从两个角度来观察。

其一是产品线布局。从Imagination的官网来看，这家公司现在的产品与解决方案序列主要涵盖了CPU、GPU和AI。CPU产品中，相对知名的是基于RISC-V指令集、品牌名叫Catapult的IMG RTXM-2200；GPU产品线则不仅有自2019年以来发布的IMG A, B, C, D四个系列的GPU IP，实则在Open Access授权模式下，还有更早的PowerVR架构可选；AI相关的则是NNA神经网络加速器，最新的是IMG Series4。

如我们所想，GPU IP目前应当仍然是Imagination的主要营收来源。“现在我们的GPU还是公司最赚钱的业务。”James说，“但我们也看到RISC-V CPU是非常重要的市场，未来几年都会是这样。”“这对Imagination而言很重要，而且增长相当强劲。”

与此同时，“我们也在和有架构需求的客户，在AI解决方案上达成合作。我们正在观察和研究NNA和GPU更紧密结合的问题；其实在消费电子领域，比如数字电视上我们看到了这样的需求。”

另外从某一类处理器IP，转向更全品类的处理器IP，似乎是现在不少主流IP供应商的常规思路：无论是为了构建起更稳固的生态；还是处理器之间实现更高效的协作，从系统层面提升效率；这种趋势可以认为是“后摩尔时代”的某种写照。“不同的IP都有自己需要扮演的角色。”James谈到。

"其中一个关键问题是计算在不同IP的分配及数据的传输。比如某特定使用场景，可以用专门的硬件来加速。但一旦这个使用场景发生了一些小变化，需要稍稍改动算法，可能就需要多个IP的协同计算，同时要考虑数据共享和传输的话，就会变得比较复杂了。如何给用户提供高性能密度的计算解决方案，同时又保持灵活性——满足未来算法的升级?所以我们想的是，需要这样一种系统方案——这是Imagination可以切入的。基于我们已有的GPU IP，AI加速器IP和RISC-V CPU IP，可以给客户提供系统解决方案。”事实上我们也看到，有不少客户是期望找到Arm的替代方案的，Imagination就显得很有吸引力了。

值得一提的是，Imagination官网blog有多篇文章特别谈到了自家GPU和RISC-V架构的CPU是最佳搭档，大概也能说明Imagination推Catapult产品线的立足点。虽说RTXM-2200还是个32位实时核，着力在SSD控制器、security enclave、网络处理器之类的应用上，但James表示，明年Imagination很快会推出中端应用定位的核心，“让RISC-V进入到主流应用很重要”，“未来在芯片上会是主要的处理器核心。”

“前期提供中端定位的产品，是因为我们认为首批应用可能仍然会用较小的软件栈，这类应用所需的就是中端的、更追求高效的应用处理器。”“在此之后，根据市场需求我们也会做扩展。具体的产品规划，主要还是看将来市场对于IP的需求。”

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2、Imagination在手机之外，还有哪些市场?

大部分关注Imagination的读者，先期普遍是因为Imagination在手机GPU领域的高知名度。不过现在的手机市场已经和过去大不一样了，不仅是GPU IP再度走向分散，还在于手机市场的整体下行。这大概也是一些人不理解Imagination营收增长的根本所在。

从符合直觉的角度出发，大致上可猜测，支撑Imagination发展的，一方面在于走向移动手机市场以外，另一方面则可能与地缘政治有关。前文提到两个角度的观察，第二个角度就在于Imagination着眼的应用市场相比过去更为丰富。

可能在这个问题上颇具代表性的，是前不久IMG DXD这个专门面向桌面PC的GPU IP发布。即便Imagination很久以前曾经参与过桌面显卡市场竞争，但现阶段桌面显卡市场已经是个高度成熟的寡头市场——以市场发展常理来判断，新入局者是很难分得一杯羹的。

“我们还是从客户那里看到了这个市场相当大的需求， 源于他们的客户期望找到替代方案。”James坦言，“当然其中一部分是是中国国内的客户，但同时我们也看到全球市场的客户在寻求英伟达、AMD以外的产品，他们会去看从哪里能获取到GPU IP，包括像是数据中心以更多样化的方式做部署。”“从长远的角度来看，这也是全球性的需要。”

“客户愿意选择我们GPU IP的原因”，除了需求以外，更看重技术上“IMG GPU IP的可伸缩性，而且也支持当代的API，尤其还支持DirectX”——对于DirectX 11_0的支持也是Imagination发布IMG DXD时提到的重点。“Imagination在桌面领域有自己的历史，而我们的一些客户则是这个市场的新晋力量。”桌面GPU市场，基于IMG GPU IP的典型芯片设计企业如芯动科技——这应该也是众所周知的了。

而在桌面显卡市场之外，数据中心、包括云计算在内的HPC/AI也是Imagination的目标市场。其实芯动科技的风华1号显卡目标市场就涵盖了数据中心服务器，“支持5G数据中心多路云办公、云手机、云游戏、云桌面、云渲染。”此前芯动科技在接受采访时就说，基于Imagination的HyperLane虚拟化技术，每核构建起8条独立控制通道，而且实现了安全隔离，以及弹性化的性能管理。据说风华1号的客户在能效、性价比方面的反馈很不错。

实际从IMG A-series时期开始，Imagination就将当代GPU IP架构加入了云游戏、云计算的考量。IMG DXD虽说重点在桌面市场，但规模扩大亦可着眼于云游戏。James在采访中说“我们也看到有用户会拿我们的桌面或者云游戏显卡，在数据中心做更通用的加速计算。”在被问及Imagination是否考虑过未来推出不带图形单元的GPGPU IP时，James笑了笑回答说：“有可能(possibly)。”Imagination产品线规划里有没有此类IP是未知的，但显然Imagination要将自家IP覆盖到更多垂直市场，在此就显得相当明确。

在手机、桌面、云游戏市场之外，还有个不可忽视的市场是汽车。Imagination于这一市场处在GPU IP供应商的绝对领先地位。“这个市场现在本身发展得很快，尤其是汽车进入智能化时代，我们看到了汽车对计算和图形需求的迅猛增长。”James说。而Imagination的GPU在汽车上市场的地位，还是有明确依据的。比如说瑞萨R-Car SoC，有图形需求的基本都选择了Imagination的GPU IP——过去我们参加瑞萨的活动也都见过；另外还有TI的Jacinto处理器家族，几年前就开始用IMG BXS了。这两位都是汽车芯片领域的巨擘了。

James认为，Imagination在汽车GPU市场的优势包括两点。其一是可拓展性，我们过去在IMG GPU架构的文章里曾数度提及。另外一点是安全性。”IMG BXS GPU全系遵循ISO 26262车规开发流程，可满足ASIL-B车规认证；软件方面，CoreAVI为BXS GPU开发的基于Vulkan的驱动也可满足ASIL-B认证。在今年9月，Imagination发布消息称其系统化开发流程获得SGS-TÜV Saar认证最高至ASIL-D，这“让我们构建起跨CPU, GPU和AI的产品，满足汽车领域的客户与市场需求。”James还在其中谈到了内存保护、虚拟化之类的细节，充分表明汽车市场于Imagination的价值。

汽车部分最后值得一提的，除了座舱的图形化计算需求之外，ADAS也是Imagination GPU的目标应用，毕竟GPU这种具备高度并行计算能力的芯片天然地也很适合做ADAS工作流加速。BXS-32-1024核心规格(1-4核，32-128ppc像素填充率，FP32 1-4TFLOPS@1GHz)提供ADAS不同等级的算力需求。这方面的宣传也同样体现出Imagination对于图形和计算加速两个市场都要做的计划和方向。

至此，我们大致瞥见了Imagination在桌面、数据中心、汽车这三大市场的布局及预期，整体目标还是相当明确的——这些也是James展望潜力市场时谈到的几个组成部分。而大规模市场布局，这里还没有展开的大概就是手机了。

我们对于Imagination现阶段在智能手机市场的发展情况不甚明朗。不过在前两年Imagination与苹果再度携手以后，今年苹果A17 Pro和M3系列芯片的发布，就有不少人猜测苹果的GPU光线追踪实现，可能包含了Imagination的技术。在A17/M3的逆向结果出来以前，大概都只能说这是个猜测。

James当然无法向我们透露Imagination与苹果的合作细节，不过他说苹果能够在芯片层面支持光线追踪，对于整个社区及光追生态的发展来说都是个好事，因为这会加速光线追踪于移动市场的普及。今年Arm、高通等市场参与者普遍发布了自家的光追解决方案，但James仍然坚信Imagination的光追IP是市场中最为出色的，主要还是体现在更全面的加速方案上，包括我们此前多番解释过的BVH处理加速，以及具备相干性的光线做分组以提升效率。

“我觉得苹果开创了移动游戏的新时代，因为这会推动光线追踪。”而这对Imagination的GPU IP在手机上的应用应当也会起到客观上的推动作用，毕竟Imagination是移动领域最早推光追技术的企业。随游戏引擎、图形API这类中间件对于光线追踪开发生态的普及，以及硬件层面的支持跟进，James仍然十分看好Imagination在手机GPU市场的未来。“光线追踪生态还在开发中，现在还没有那么多手机及应用用上光线追踪。”这个市场自然还有着巨大的发展空间。

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3、走向更多样性的市场

以往我们介绍IMG GPU IP的文章，多次提过IMG架构在设计上相对松散、去中心化的结构，提升了同架构的规模与算力可伸缩性(scalability)，则一个GPU架构覆盖从嵌入式AIoT应用、手机、PC、汽车，到数据中心的各种应用也就成为可能。

可能很多人不知道，此前阿里巴巴推向市场的RISC-V 基于平头哥曳影1520)就是基于IMG BXM-4-64。这是Imagination现阶段IP应用覆盖多样化的一个表现。真正体现这种伸缩性，往“缩”方向去的，就在最后一位字母为M和E的IP产品上——比如BXM就属于“Medium，中端”市场定位，BXE则为“Entry，入门级”市场定位。

目前“M”定位产品中最新的CXM，是IMG C系列中定位消费电子设备，诸如可穿戴、数字电视等产品中的。这类设备内的GPU普遍不怎么受普罗大众关注，大概是因为它们的算力需求远不像前面提到的几个那么大。但智能手环、智能眼镜、智能电视等诸多智能家居产品上的GUI需求又是实打实的，有时可能还需要AI计算参与：据说电视操作界面现在都有HDR GUI的需求。

今年Embedded World 2023大会上，IMG GPU的身影就体现出了这类型的应用，包括赛昉科技星光2、阿里巴巴曳影1520开发板上的展示，一方面大概是为了体现IMG GPU IP与RISC-V的适配，另一方面也表现了Imagination在这一市场上的活跃。

Giga Genie 3，去年的数据就显示，当时这款产品在韩国的出货量已经达到了310万台

这里我们列举几个其GPU IP在智能家居、可穿戴、影音设备中的实际应用，比如说韩国市场上的U+tv Soundbar，LG U+在运营的——这款音箱所用芯片中的GPU是来自PowerVR Series9XE系列的产品，还有LG U+的UHD4机顶盒、Giga Genie 3智能音箱、Askey OmniEdge智能标牌等等产品也是同款GPU IP——这几款产品主要都面向韩国市场。

今年Realtek和Imagination合作，推出了基于IMG BXE-4-32 GPU 的SoC RTD2885N，用于支持图像压缩的数字电视DTV，另外亚马逊Fire TV Stick 4K电视棒和今年市场上很有趣的一款游戏掌机Retroid Pocket 3采用展锐虎贲T310，这些产品也都是采用了PowerVR GPU。Imagination官网还特意写了个关于Retroid Pcket3的上手体验文章。

Retroid Pocket 3掌机

如此，我们相信Imagination在万物互联时代的形象基本也就勾勒起来了，也能够清晰地展现Imagination和其上个世代策略上的差异，以及过去的营收增长都是怎么来的。看起来一个GPU架构覆盖嵌入式应用、手机、PC、汽车、数据中心的方案，并不只是简单说一说。

而且我们此前很好奇，Imagination被凯桥资本收购以后的国际化之路是否还顺畅。就单是嵌入式应用中的产品分布，多少也能看出Imagination的市场分布广泛。实际上James告诉我们，目前Imagination的三大市场在中国、美国、其他亚太地区(如韩国、日本等)。“中国当然是我们非常重要的市场”，但与此同时“我们的业务多方扩展，并不存在某个单独的市场一家独大的，几大市场应该说相对平均。”

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4、潜在的边缘与AI市场

在现有多样化的市场上应用AI技术不仅是现下的趋势，也恰好是Imagination的强项。从技术潜力角度来看，“我认为边缘的AI计算将来会无处不在。”“我不确定AI能不能归类为一个应用，但很显然AI是能够帮助我们构建一系列新型应用、满足需求的工具。”James说，“Imagination就是一家能够加速并帮助这个工具做部署的企业。”“AI不光是计算的工具，现在也来到了图形领域——比如场景的upscale和修改。”

基于数据中心的AI训练场景基本已经处于一家独大的局面，Imagination这样的市场角色着眼在边缘AI也是相当易于理解的。“边缘AI和数据中心的AI还是很不一样，边缘AI存在不少限制，比如成本、内存带宽、功耗。”“边缘AI未来之所以会变得重要，在于人们需要安全、隐私、低延迟，而且他们并不总是能够保证实时连接到云上。”

因此，“Imagination目前需要强有力的生态系统，我们会用开放标准、开源软件，介于共同的标准来建立通用的开源软件栈。”James在谈到边缘AI的生态构建时说，“我们在为这样的生态做贡献。当然为了更高的效率和性能，我们也会增加一部分我们自己的专用代码，包括底层驱动、某些库。”

“Imagination是UXL(Unified Acceleration Foundation)的委员会创始成员之一。UXL是Linux Foundation的一部分，源自于oneAPI。我们作为创始成员，期望把开放标准带进框架中，大家可以一起来做贡献，共同将生态做大。”这应该能称得上是Imagination协同所有AI市场参与者做未来布局的前瞻性规划了。显然Imagination发展的下一步大方向是朝着边缘AI而去的。