正如手机厂商之间的竞争越来越激烈一样,手机芯片公司的竞争也因为5G和AI发生着变化。今年4月,高通推出了面向游戏玩家的骁龙730G处理器平台。三个月后,高通没有召开发布会推出骁龙855+,提升5G、游戏、AI和XR体验。8月,联发科也推出了首款为游戏而生的移动平台Helio G90/G90T。

高通和联发科推出游戏处理器是看好不断增长的移动游戏市场以及手游对GPU更高的性能的需求,这种需求向上传导就会影响Arm、Imagination等IP提供商。从各家最新发布的GPU产品看,移动GPU市场正因5G、AI、自动驾驶等迎来了变革。

雷锋网了解到,Imagination的光线追踪GPU IP不会大幅增加成本。

根据官方的说法,IMG A系列在每一个维度上都提供了显著的改进,在相同的时钟和半导体工艺上,与当前正在出货的PowerVR设备相比,性能提高了2.5倍,机器学习处理速度提高了8倍,且功耗降低了60%。

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刘家洼还出土了两组十件勾云形石编磬,在一个展柜里单独展示。磬身中部向上凸起,折角处有悬挂用的孔,磬两端呈勾状翻卷。王月前介绍,这种形状奇特的磬目前只在刘家洼发现。考古发掘时仅在盗洞中发现其中1件磬,其他9件是由文物考古部门和公安机关通过艰苦的追缴才失而复得。

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另外,Imagination还面向不同的市场推出了AXE、AXM、AXT的产品,分别面向高性能移动设备和汽车应用、中端移动设备以及入门级移动设备和物联网。

“从车百乘,积粟万钟,累茵而坐,列鼎而食”是周代王公贵族的生活写照。鼎簋等青铜礼器也是体现等级制度和身份的标志。文献中记载,周代祭祀或宴飨等活动遵循鼎簋相配的礼仪制度,天子九鼎八簋、诸侯七鼎六簋、大夫五鼎四簋、上士三鼎两簋、下士一鼎一簋。在“礼不下庶人”的周代丧葬制度中,青铜器是贵族的专利品,一般平民只能陪葬日用陶器。刘家洼墓地发现了随葬七鼎六簋的高等级大墓,与芮国国君的诸侯身份相称,此外还有五鼎墓、三鼎墓、一鼎墓等,分别对应着不同等级的贵族。

“刘家洼地处关中东北角,在西周属于抵近王朝北部边界的王畿地区,东周时期则是秦晋争锋之地,战略位置十分关键。”陕西省考古研究院副院长、刘家洼考古领队种建荣介绍,遗址是一处居址与墓地共同构成的聚落,总面积近3平方公里。勘查发现长达数百米的夯土墙与壕沟设施,合围成一个相对封闭的区域,其内有高等级建筑、铸铜与制陶手工业遗存。墓葬共4处200余座,规模等级不同,其中有两座“中”字型高等级国君大墓。最高统治者与中小贵族一起葬于公共墓地,这是周代社会家国政治的直观表现。

显然,手游市场规模的增长潜力影响了从手机终端到芯片再到GPU IP的设计,但除了图像计算性能的提升,AI性能的提升也成为了亮点,这其中除了因为AI正被越来越多地应用之外,利用GPU的并行计算能力进行图像处理的同时满足AI的需求也可以最大化GPU的价值。

显然,GPU IP的提供方需要更显著的提升吸引华为、联发科、三星等公司,而AI性能的提升又是关键之一。今年5月,Arm推出了全新的GPU架构Valhall,基于Valhall架构的全新GPU Mali-G77可以实现性能提升 40%、效能提升 30%,性能密度提升 30%、机器学习性能提升 60%。Arm表示,Mail-G77 着力于在移动游戏方面的提升,同时也非常注重 AR 和 VR 方面的应用。

随着5G、AI、自动驾驶技术发展,特别是5G商用将带来的AR、VR、云游戏等应用,移动GPU的AI性能也将变得更加重要。另外,随着光线追踪技术正在被越来越广泛的接受,率先宣布将会推出支持光线追踪移动GPU的Imagination能否向前更进一步?

为了给观众带来身临其境的感受,展厅中实景还原了M1国君大墓,乐器、铜礼器、玉器等文物均按出土时的原状摆放,再现了动人心魄的考古发掘现场。墓坑内陈列着成套的青铜编钟、石编磬、青铜钲和列簋,此外还有虎纹棺环、玉戈、玉圭、玛瑙串饰等。

参观者在国博欣赏刘家洼遗址出土的钮钟 新华社记者 金良快摄

周代社会王公贵族的宴飨等活动往往在敲钟击磬的美妙音乐中进行,称为“钟鸣鼎食”。古人事死如生,陪葬品中通常会有与生前身份相配的乐器。

Turing架构以及支持光线追踪GPU的推出立即引发了巨大的关注,一时间,在广告、电影、建筑等行业已经广泛应用的光线追踪技术走入了公众视野。

每次技术和产品的变革都伴随着行业的变革,移动GPU市场如今发生的变化,非常有利于Imagination赢得更大的市场。两年前,苹果突然宣布,将在 15 个月到 2 年内停止使用该公司的 GPU 设计,转而采用自己设计的产品。失去当时占其营收来源超过50%的Imagination最终不得不选择将自己出售。最终,中国私募投资基金凯桥(Canyon Bridge)在2017年斥资5.5亿英镑(约合49亿元人民币)收购了Imagination。

“芮国是一个姬姓诸侯国,多代国君担任过周王辅臣。它的封国制度里带有明显的周王室特征,与当时盛行的礼仪规范同步。展览中陈列了刘家洼出土的鼎、簋、壶、盉等器物组合,从中可以看出芮国严格执行周王朝的礼仪制度。”国博考古院研究馆员、展览策展人王月前说。

Imagination第二代神经网络加速器和第九代GPU推出,AI应用如何影响芯片设计?

“近3000年前的编磬、编钟经过测音还可以敲出完整的乐曲,音高准确,音色清脆悦耳。展厅现场播放的背景音乐《北京的金山上》就是由墓中出土的钟磬演奏的。”王月前说。

“要说服客户接受新技术建立生态很重要的就是成本问题,比如光线追踪技术要达到或接近真实效果需要很高的成本投入,所以在效果和成本之间也需要达到一个平衡。” Kristof进一步表示。

Kristof接受采访时表示:“我们在5年前就推出过光线追踪的技术。不过我们发现推出一项新技术是相对容易的,但生态的建设非常困难。也就是说,要说服客户使用新的产品和技术需要投入非常大量的资源。”

展览最后一部分展示了刘家洼出土的车马器具和兵器工具等。“陪葬的车马器、兵器数量众多,在大墓附近还有专门的车马坑,反映出当时征战频繁、重视军事的史实。”王月前介绍,芮国在春秋中期即为秦所灭,封国无存,领地纳入秦的政治体系内,经过战国晚期秦的大规模统一,最终归入中华文明多元一体的历史洪流。

如今,光线追踪也将在移动GPU上实现。Imagination PowerVR 产品执行副总裁Steve Evans发布IMG A系列时透露,Imagination正在研发支持光线追踪技术的移动GPU架构,将会在未来几年内推向市场。

GPU的图像计算和AI性能的提升依旧是对已有性能和技术的改进,但市场更需要一些新的技术。去年8月,英伟达推出新一代GPU架构——Turing(图灵),并且推出了全球首批支持即时光线追踪(Real Time Ray Tracing)的GPU。

除了中原文化典型的玉器,刘家洼陪葬品中还有多件不同形式的金器。金玉交辉的现象背后折射出东西方文化的交流碰撞。

金首铜鐏权杖是此次展览中的重点展品。整器长约1.4米,球形权杖头由黄金制成,饰有精美的蟠螭纹,是迄今国内发现的唯一一件金质权杖头。从展厅播放的考古现场视频可以看到,权杖出土于M2国君墓,墓的一角有一个铜方案,权杖就置于案上。出土时木质杖身已经炭化消失,但还能看见痕迹,尾部的铜鐏里保留了几厘米的木芯。如今展示的杖身为复原品。“权杖不是东方特征的器物,东方典型的权力标志物是钺。但它的纹饰借鉴了中原青铜器花纹的特点,可以说是一件东西合璧的作品,取其形,饰其纹。”王月前说。

手游催芯生,但这只是手机芯战的新起点

Imagination新款GPU的参数除了有图像处理性能,还给出了AI性能。一款GPU为何在提升图像处理性能的同时还要强调AI性能?Imagination Technologies产品管理资深总监Kristof Beets接受雷锋网专访时表示,图形的处理背后也有AI,比如人脸解锁,表面上看是一个图形图像的动态处理过程,但也需要有AI的识别和处理才能完成。

为了更好地满足图形处理和AI的需求,Imagination全新GPU采用了HyperLane技术,Priority HyperLanes技术可提供动态拆分;例如,在执行一项AI任务时可以优先处理图形需求,为其提供充足的计算资源,并用剩余的计算资源处理AI任务。HyperLane技术还可以隔离受保护的内容以进行权限管理。据悉,所有IMG A系列GPU可支持多达八个HyperLanes。

HyperLane还支持一个称为AI Synergy的新功能,通过AI Synergy,GPU在可以提供图形处理功能的同时,使用其备用资源来支持可编程AI以及固定功能,即Imagination神经网络加速器。

那么,在英伟达高性能光线追踪GPU的推动下,市场对于光线追踪GPU的接受程度正在增加,等到Imagination推出高效能的光线追踪GPU IP之时,可能也是GPU迎来光线追踪时代的开始。

《诗经》有云:“君子无故,玉不去身”。佩戴玉器是周代贵族的基本特征,也是中国远古以来形成的玉文化的体现。刘家洼遗址出土了不少玉器,包括玉礼器、玉饰品等,其中有一件玉琮形制独特,引人注目。

那Imagination和英伟达的支持光线追踪的GPU有何不同?Kristof表示:“两者的功能和基本概念是一样的,细节包括算法和实施上有所不同。我们支持光线追踪的GPU更强调效能和功耗。”

“不过,目前GPU的首要任务还是图形处理,接下来才是其它的通用处理。但这种优先级是否会发生变化,还是要看市场的需求。”

“图形处理和AI处理更像是一个多任务的并行处理计算方式。我们在GPU上加入神经网络加速器的功能,能够为那些没有预算购买神经网络引擎的客户提供了一个选择。” Kristof表示。

另外,为了实现更高和更稳定的游戏性能,IMG A系列采用了TBDR和DVFS技术。Kristof介绍,基于分块延迟渲染(TBDR)技术,IMG A系列的PowerVR架构GPU只需绘制屏幕上可见的内容,使它具有带宽和功耗优势。使用主动动态电压与频率调节(DVFS)以及时限调度算法(Deadline Scheduling algorithms)的先进功耗控制技术,可提供超低响应延迟的快速功耗控制。如果GPU的某些部分没有得到充分利用或没用于处理工作,它们就会被立即降频甚至进入睡眠状态,以确保最佳的功耗效率。

市场研究公司Jon Peddie Research的首席研究员兼创始人Jon Peddie表示:“事实上对于移动SoC来说,市场领导者都拥有自己的GPU技术,并以每年5%的速度在增加市场份额。为了防止流失其潜在市场,其他的移动SoC公司就需要一种令人信服的GPU来创造一些真正的竞争力。”

作为西周至春秋时期一个诸侯小国,芮国在《史记》等文献中有过零星记载,但并不为人所熟知。2004年,陕西韩城梁带村发现两周时期大型贵族墓葬群,让芮国曾经的辉煌重现于世。2016年底,陕西澄城刘家洼村发现有墓葬被盗,随后进行的勘探和考古发掘证实,刘家洼遗址为东周时期芮国的一处都邑遗存,填补了芮国后期历史的空白。

两年后,Imagination带来了十分具有竞争力的GPU IP。Imagination发布IMG A时和市场主流的GPU做了一个对比,以高通为基准,实现相同性的能Arm需要184%的芯片面积,这意味着功耗更大,用IMG A系列GPU如果要达到与高通GPU相同的性能,面积要小一半左右。如果是同样的芯片面积,则可以实现比高通GPU高 175%的性能。不仅如此,Imagination还计划以每年30%的性能提升持续推出B、C、D系列的GPU。

在“2018年度全国十大考古新发现”终评现场,一段陕西刘家洼出土钟磬演奏现代乐曲的视频给人留下深刻印象。因遭盗掘而引起关注的刘家洼遗址,经陕西考古工作者的抢救性发掘,取得丰硕成果,最终入选“十大考古新发现”。

Imagination公司副总裁/中国区总经理刘国军表示:“就收入来讲,Imagination是全球第三大IP厂商但就影响力而言,我们是全球排名第二的厂商。”

手游成GPU升级重要推手,AI性能倍数提升

“一般的玉琮都是内圆外方,反映古人‘天圆地方’的思想。这件玉琮只有一侧为方形,两折角雕饰立人,其他部分雕刻兽面纹和线条。”王月前告诉记者,这种形状的玉琮以往只在齐家文化遗存中看到,但它的纹饰却具有周代的特征,应是芮国人将齐家文化玉器改造而成。“芮国人似乎喜欢收藏老物件,梁带村墓地曾出土一件珍贵的玉猪龙,是距今5000年的红山文化玉器。”

刘家洼墓葬中还有虎形金片饰、牛首衔环饰、螺旋形金耳环等器物,在纹饰和题材方面带有典型的北方草原文化特征。它们的发现,对于探讨春秋时期关中与北方之间文化交流、族群互动与交融具有重要意义。

这也就意味着,移动GPU在满足手机市场的同时,也可以应用于自动驾驶、AIoT等市场,并且,这可能成为移动GPU新的增长点。

近日,“周风遗韵——陕西刘家洼考古成果展”在中国国家博物馆开幕。这是刘家洼考古成果首次大规模集中展示。300余件文物展品、别出心裁的展厅布置,带领观众走进神秘的古芮国,感受周代庄重典雅的礼乐文化。

“刘家洼芮国墓葬在青铜礼器方面严守周礼,但乐器却是罕见的高规格。”王月前说,春秋时期,贵族诸侯一般陪葬一套乐器,而刘家洼“中”字型大墓的乐器组合均为编钟、编磬各两套,并配有多件建鼓、铜钲、陶埙等,竖坑大墓还有四件镈钟九件钮钟的乐器配置,是目前所知春秋早期墓葬出土乐悬制度的最高级别。这样“高配”的乐器表明芮国贵族对音乐有着特别的喜好,在群雄争霸的春秋时代显得极为另类。这些文物的发现也为研究中国古代乐器发展史提供了重要资料。

比如,今年9月随iPhone11发布的苹果A13处理器,集成的GPU速度提升20%,功耗降低40%。高通本月发布的骁龙865,集成的全新Adreno 650 GPU,整体性能较前代平台提升25%。

Imagination发布史上最强移动GPU IMG A,未来几年将支持光线追踪

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