“IP的出现是非常好的福音，它像一个蝴蝶一样，从卵从虫，到幼虫到蝶变的过程，这背后是应用市场需求的变化。越来越多的半导体厂商开始考虑借助外力，借助专业的IP公司，在某一个领域里面提供非常好的技术服务，从而降低其总拥有成本并节省产品进入市场的时间。”Imagination产品市场高级经理黄音在“EEVIA第十届年度中国硬科技媒体论坛暨2022产业链研创趋势展望研讨会”上如是说。

IP作为半导体界的重要领域，逐渐备受重视。在物联网、大数据趋势下，IP的地位越来越重要。那么作为IP公司，究竟如何帮助业界发展，黄音做出了分享。

半导体IP极为重要

半导体产业链是倒金字塔型的，2021年全球GDP约96万亿美元，电子信息的规模在1.4万亿，而半导体的销售大概近6000亿，IP产值2021年是50多亿。相当于数十亿美元的IP产业，在支撑着数千亿美元的半导体市场。IP是整个半导体上游产业链里面的核心，每一元芯片能撑起200多元的社会经济，而每一元的IP，能支持20000元的社会经济价值。

但相反的是，每年芯片的研发投入大概600亿，但IP研发投入只有36亿，占6%的份额，这是非常小的。

对于大半导体设计公司来说，有足够的技术储备、人才储备和资金，对每一个细分领域和专项可以做拓展，面向非常大的广阔市场。

但对中小型公司、创业公司来说，他们需要在成长过程中专注核心领域，没办法提供整个SoC完整的技术，所以它需要IP公司的支持，让它突出优势，协助他们完成SoC。IP公司能提供核心领域的IP技术，能够协助客户做验证，能够辅助客户流片成功。

Imagination作为一个有30多年历史的公司，对于IP的创新焦点在于性能和功耗，它们之间的平衡是最重要的，也就是芯片行业所说的性能、功耗、面积比（PPA）。

黄音强调，从市场驱动创新上来讲，Imagination正关注几个要点上：首先，扩展灵活性和可扩展性愈发重要，以前Imagination的技术主要应用在嵌入式例如手机领域，现在随着国内内需市场的趋势发展，台式机，服务器、数据中心等国内GPU的需求不断增加，需要从小核往大核走，这就需要非常好的灵活性；其次，市场需求低功耗和高带宽的产品，这种硬件参数都是难以逾越的坎；最后，安全性很重要，手机芯片、服务器、都需要安全措施去保障数据不被泄露。

作为IP厂商，意识到种种市场趋势的Imagination，正在技术层面不断创新。

Imagination是怎么做好IP这门生意的

意识到行业趋势的Imagination是怎么做的？它做到了诸多独创技术。

首先，在灵活性和可扩展性方面，以Imagination其中一款名为CXT 8-256 RT1的GPU IP，拥有极强的扩展性，甚至扩展达到64~2048核，大的单核可以达到小的单核性能的四或八倍，而且还可以通过多核来进一步提高性能，实现逻辑的扩大和增强,这是我们典型的C系列GPU扩展过程。为了确保IP可扩展性，Imagination还有低耦合多核技术，它不像一般的SoC需要有中心的核去控制其它核的工作，低耦合技术每个核有相同等级的权重和功能，所以信号不需要一定经过中心的核，可以节省能耗和带宽。

其次，Imagination曾首提分块延迟渲染（TBDR）技术，是GPU里核心的技术。分块延迟渲染技术能够节省带宽，它不是对整个贴图进行带宽渲染的节省，可以把一个个小块上的图形数据，挪到GPU的Cache上去，只做一次性的搬移，这样做到节省带宽。另外就是分块技术能把负载在高性能GPU上高效分布。简言之TBDR技术更加善于利用系统内存并通过只渲染可见的像素，放弃被覆盖或被遮挡的像素来大幅提高整体效率。

另外，在IMGIC硬件压缩技术上，目前业内的SoC芯片大多数都采用的是硬件压缩技术，Imagination则提供了多达四种压缩等级：从像素完全无损模式，到可确保 4:1 或更佳压缩率的带宽极省模式。

而后，就是GPU的硬件虚拟化技术，Imagination是第一家实现GPU硬件虚拟化IP授权的公司。这项技术可以理解为对用户隐藏了真实的计算机硬件，表现为另一个抽象计算平台。以搭载GPU的智能计算单元为例，虚拟化让它具备了托管一个或多个虚拟机的能力，这样单个GPU可以支持多个同时运行的操作系统，而工作负载都提交给单个GPU，无疑可以大大提升并行计算能力，缓解负载压力。

具体到汽车应用，OEM厂商可以通过采用硬件虚拟化技术来实现服务和应用程序的有效隔离，这样可以确保在系统被入侵或数据损毁的时候仍能保持安全，而OEM厂商可以任意部署或移除某个应用，并不影响其他同时在运行的服务。

硬件虚拟化有3个好处：第一，节省硬件成本，通过硬件虚拟化技术，用户可以用单个GPU核最多支持8路虚拟OS，提高硬件利用率，这意味着用户只需要几分之一的硅片面积，即可满足原有多个汽车OS的功能和性能需求，实现一芯多屏；第二，更低的软件成本，每个汽车OS都具有完整的驱动程序，并且可以以独立和并发的方式直接向GPU底层硬件提交任务，这大大减少了CPU控制调度的程序开销，以及软件移植和维护的工作量；第三，安全性和健壮性，硬件虚拟化可在不同的汽车OS及其相对应的应用程序之间,提供安全隔离。同时还支持对多个汽车OS和应用之间，灵活地调整业务优先级和分配GPU性能，这一项技术已经在广泛应用于众多车型中。

最后，Imagination首创了基于固件的GPU，在GPU里面有一个小的固件的核，这个核存放了固件，它的主要作用首先可以做很多本地的事务，同时Offload host CPU部分的工作，减少Host CPU的负载。

在GPU出错的时候，它能够采集全部的数据日志，并做一些错误分析。它还能进行一些Debug工作，基于固件的核还能通过GPIO，做一些用户需要的自定义业务，如，连接外部的摄像头、AI或压缩解压缩的设备，进行功耗的控制。

讲到Imagination的IP，PowerVR GPU今年刚好30年，最早应用于Dreamcast等街机中, 后来专注于智能手机等嵌入式领域。

到2019年，Imagination GPU架构有了更大改进，推出了A系列，该内核已经是第十代的核，相较于第九代的核，它的性能密度比，即单位面积的性能比提高了2.5倍，有更完善的运算逻辑单元，提高了纹理处理的能力，能够配置Cache，提高了压缩的算法。

2020年推出的B系列GPU产品，B系列开始是多核技术，可以支持多达4核，在算力上继续进行优化，在微架构上进行微调。

到2021年，我们推出了C系列CXT GPU,增加了光线追踪的核，就是在GPU的核里面加上了RAC，而且可以达到多核光线追踪。

展望未来，GPU作为异构计算排在前面的器件，Imagination拥有完整的运算逻辑单元，能做乘、加，包括浮点运算、向量运算等，支持浮点32位、整型8比特、16比特32比特、纹理处理的单元、反扭曲的处理、基础过滤，且能结合着色器做更加复杂的过滤，这都是通过GPU里不同运算器来实现的。

作为高性能SoC IP核公司，IP不仅适用于移动端，同样适用于桌面服务器等高性能领域，这家公司跟随市场，追求可扩展性、灵活性，同时也一直在追逐创新的路上。