这家中资背景的GPU IP公司，首次在移动端实现实时光线追踪

全球唯一一家非美资背景的TOP 5 GPU公司

自2017年9月，Imagination被私募投资基金凯桥资本Canyon Bridge斥资5.5亿英镑正式收购。到现在仅过去了4年，就已经在中国市场扎下了根基，并与苹果公司再续前缘。g09esmc

Imagination中国区董事长白农介绍说，今年上半年，Imagination的总营收增长了55%，达到7600万美元。今年上半年，公司还与客户签署了超过35项授权协议，其中大部分是中国客户。g09esmc

Imagination非常了解自己的优势所在。“英伟达、AMD在GPU方面有很多专利，但是他们不会授权IP给客户，他们的客户主要是整机厂，而我们的IP可授权给芯片公司，来做针对场景优化定制的GPU芯片。”Imagination中国区战略市场与生态副总时昕博士说。g09esmc

他还补充表示，基于几十年的研发积累，Imagination已经积累了数千项GPU相关的技术专利。这使得他们有信心帮助客户构造GPU芯片。同时，Imagination也是唯一一家，非美背景的全球TOP 5 GPU公司。据了解，该公司的总部在英国，且具有中资背景。g09esmc

说到Imagination与中国的关系，Imagination公司副总裁兼中国区总经理刘国军强调，Imagination的战略从总部到中国基本上一致。“首先是汽车，在智能驾舱GPU有最高市场占有率。下一步会融合AI和GPU、计算技术助力ADAS/AD技术，大部分产品发布的时候都会经过车规验证；其次是移动和消费终端GPU，业内很多消费终端企业都认可PowerVR的GPU性能；再次是战略重心，数据中心和桌面PC对我们GPU技术架构而言是一个新的开发，近年来很多合作伙伴看到了云游戏、桌面的机会，数据中心和桌面需要IP来支持；最后就是计算，我们将着力打造一个异构计算平台，其中包含GPU、CPU、AI、处理器等。”g09esmc

C系列首款GPU IP新品发布

在过去几年里，Imagination相继推出了一系列GPU IP新品：IMG A系列GPU IP在2019年12月推出；IMG B系列GPU IP在2020年10月推出；到2021年11月，又推出了IMG C系列GPU IP。本次发布的C系列是在A系列和B系列基础上打造的全新高端GPU IP，与之前的几代产品相比有更大的提升。g09esmc

白农说：“我们将要发布的新产品，就是一款首次在移动端实现了光线追踪的技术，它不仅保证了低功耗，还实现了桌面级的质量，这也是Imagination全新C系列GPU中的第一款产品。”g09esmc

Imagination技术前瞻副总裁Kristof Beets补充说：“A系列GPU IP为我们奠定了很好的基础，带来了更高的算力密度、更低的功耗，给渲染引擎带来了巨大的提升。之后的B系列GPU IP的多核叠的方式，让我们得以进一步扩展到其它平台，比如PC、笔记本电脑、云计算、云游戏相关产业。新发布的C系列GPU IP引入关键技术光线追踪，可进一步提升GPU效率。”g09esmc

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因此，Imagination推出了具有光线追踪功能的C系列GPU IP，它有专门的硬件部分把光线追踪相关的计算分流到光线追踪的硬件上，从而实现光线追踪的效果，其中包括光线的反射、阴影、全局照明和环境光的遮蔽。整体上，C系列GPU IP能让系统显示效果得到极大提升，同时还能保留原来极低的功耗和较高的效率。g09esmc

随着把光线追踪从软件计算方式中硬件化的趋势越来越明显。大家也意识到，虽然GPU芯片制程还可以提升，但是提升的空间有限，因为核心数量无法无限堆叠。受限于功耗和热管理，光线追踪首个被拿出来单独硬件化。与它类似的还有神经网络处理单元，CPU和GPU都可做神经网络处理的工作，由于GPU无法无限堆叠，所以会面临效率方面的挑战。现在，很多笔记本专门加入一个硬件处理神经网络的部分，需要一个专用的、高效的光线追踪的硬件，来帮助原有的GPU核心进行工作负载的分流。基于此，Imagination就推出了C系列GPU IP。g09esmc

光线追踪技术的发展历程

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早在2014年，Imagination就已经推出了首个实时光线追踪的硅架构，而现在推出的Imagination CXT硬件光线追踪GPU。2014年的GPU是第六代产品，在那之后还有第七、八、九代，以及现在的A系列、B系列、C系列。C系列的GPU与最初的6XT GPU之间隔了整整六代。g09esmc

据透露，C系列相比上一代，除了增加光线追踪功能之外，还更新迭代了其他技术。架构的提升也带来了算力、管线、GPU的性能/效率/功耗控制等方面的提升。C系列在光线追踪技术上有显著提升，其主要目标是为了满足当前的市场需求和市场标准。g09esmc

Imagination把光线追踪系统分成L0-L5级。对此，Kristof介绍说：“光线追踪技术以其它形式在市场上已经存在很久，过去十几年来该技术更多是以碎片化形式出现，一些公司以自有的API或软件解决方案存在。现在市场上的光线追踪技术已经趋于标准化、统一化，开发者能更好地利用该技术开发产品。在标准化方面，我们也是大量参与了与微软的沟通和讨论，在此基础上，我们会继续提升GPU架构。”g09esmc

当然，光线追踪的分级目前还不是行业标准，它是Imagination是通过观察市场上现存的技术得出的总结。“光线追踪作为一个很大的概念，但各家实现它的技术都不一样，市场上有人通过软件模拟的方式去实现，我们通过硬件化的手段来完成的。所以需要一个标准来衡量各种解决方案的能效比。”g09esmc

光线追踪技术的应用场景

光线追踪技术的应用场景，最为核心的应用会是游戏，这部分应用所吸引到的投资也最多。除此之外，未来光线追踪或将能在元宇宙中得到应用。比如，在AR（增强现实）中应用光线追踪技术，能使渲染出来的内容更真实，由此引申出在商业化领域的应用潜力巨大。比如购物预览，当消费者逛家具市场时，可直观地看到家具摆设在家里的效果。“任何需要渲染的场景，都可以加入光线追踪的技术，让整个渲染效果看起来更加真实，具有更加自然的光照。当然，这需要看场景需求和计算资源的匹配能不能达成平衡。”g09esmc

Imagination在光线追踪的技术中，加入了相干性的聚集器，似把同样角度、同样光源、平行的光线集合在一起进行计算，这个思路也可作为一个引擎应用在其它的计算方面。这意味着，GPU未必非得进行图形的计算，它也可以用类似的方法应用相干性的计算引擎，然后进行归纳，完成一个通用计算的效果。这是一种变相的使用光线追踪技术的方法。g09esmc

刘国军介绍说，Imagination的GPU IP在汽车领域的智能驾舱中的市场占有率全球第一，汽车是最Imagination重大的细分市场战略。从产品路线图、技术发展角度来讲，这是一个连续的过程，使用在汽车上的器件迭代周期长，器件的安全和可靠性比较重要。g09esmc

“Imagination一直都在加强GPU技术在汽车产品上的开发。为此，我们增加了一个GPU系列，专门为汽车做GPU产品。去年，公司与美国的网约车运营商有一个合作。2018-2019年开始，许多车厂的自动驾驶和ADAS中的GPU技术均采用我们的的技术，有许多中国车厂购买我们的GPU IP授权。”他表示。g09esmc

基于C系列GPU IP的产品最早将于2023年上市

目前，有光线追踪功能的CXT授权，已经给到分布在全球多个国家的好几个客户。通常从IP授权到集合进客户的SoC、到流片、再进入平台、推向市场，这个周期大约为18-24个月。因此，最早可以在2023年看到硬件光线追踪解决方案产品的上市。g09esmc

而光线追踪软件解决方案已经开放给消费者体验，不过现在它的效果只能存在于Demo中。如果放到真正的游戏当中，以现有的技术能力和水平来说，其效果并不突出。因为无法在功耗和效果之间达成一个很好的平衡，软件仍然要使用大量的计算资源用于阴影和多边形的贴图，在这个基础上去额外计算资源进行光线追踪的运算。g09esmc

所以，在软件解决方案层面，这样的情况仍然会在市场上持续几年，直到硬件方案进入市场，并开始展现出巨大的优势。这样才能让大家了解到，光线追踪应该是什么样的呈现形式。g09esmc

而下一代光线追踪技术，将会往哪个方向发展？g09esmc

现在，全新的硬件化光线追踪解决方案刚刚发布，接下来需要关注的是去了解、观察市场上的反馈，这些反馈可能来自于内容开发者，也可能来自于芯片厂商、OEM或者消费者。Imagination会根据这些用户的反馈，来决定这项技术未来的发展方向。g09esmc

作为一家IP授权厂商，Imagination要做的是紧跟市场的步伐。“至于IP授权光线追踪方面，需要聆听市场上的反馈，解决在这个过程中发现的问题。我们是一家IP授权公司，保持敏捷性非常重要。我们会关注市场上的反馈，并根据反馈来做出相应的决定。”g09esmc