口袋里的战争 移动世界3D芯片构架演义(5)

Imagination/VideoLogic成立至今累计推出了6代Power VR构架，其中PCX属于第一代，DreamCast采用的PVR250DC属于第二代，接下来的Kyro以及KyroII属于第三代，第四代的KyroIII因为种种原因未能成型，因为在进行第四代Power VR构架的研发时，桌面3D领域的激烈竞争实际上已经进入了尾声。

上世纪90年代的桌面3D大战相信很多人都还记忆犹新，3DFX、NVIDIA、ATI、S3、Trident、Imagination、Matrox、3D-lab、SIS、STM……经过一系列惨烈的较量之后，被收购的被收购，撤退的撤退，在激烈的竞争中失利的Imagination不得不从桌面市场退下来，转入移动及SoC领域进行发展。

尽管从桌面领域暂时撤退了下来，但是惨烈的桌面3D大战考验使得Imagination变得比过去更加成熟也更具竞争力。通过过去积累的先进技术，比如TBDR（Tile Based Deferred Rendering），Imagination在SoC领域的发展远较桌面领域来的顺利，先后推出的PXA2700系列等第五代Power VR构架产品。凭借TBDR极其优秀的culling特性，Power VR成为一款对显存依赖极低的构架，这使得PXA2700仅具备384K的显存，却可以在640*480的分辨率下流畅运行Quake3，这在当时引起了业界的轰动。

经过了一系列的积累和沉淀之后，Imagination终于将其第六代Power VR构架产品——SGX Series5带到了人们的面前。

手机也能玩GP-GPU？

也许你并不熟悉Power VR曾经的图形构架，从惨烈的桌面GPU战争中撤退下来之后，卧薪尝胆的Imagination长期以来一直在移动及SoC领域发展着自己独特的构架，SGX Series5系列构架就是其中的代表作。

SGX Series5系列构架分为SGX Series5以及SGX Series5XT部分，其中SGX Series5部分包含SGX 520、SGX530、SGX531、SGX535、SGX540及SGX545，而SGX Series5XT部分则包含SGX 543MP1-16、SGX544MP1-16、SGX554MP1-16等。SGX Series5系列构架支持的API非常广泛，不仅支持家用机及移动平台的Open GL ES，桌面平台的DirectX以及Open GL，甚至还提供了Open CL的完整支持。

SGX Series5系列构架从外观上来看与现代桌面GPU非常接近，由完整的前端几何部分，shader单元及后端组成流水线。其中包括Geometry部分，CGS（Coarse Grain Scheduler）线程块调度单元，USSE（Universal Scalable Shader Engine）通用shader单元以及完整的Rasterization阵列，整条流水线通过内部总线共享多级cache，并最终与64bit内存控制器与内存总线相连。这与桌面GPU常规的Geometry+Shader+Rasterization的流水线过程几乎是完全一样的，甚至在进行常规构架介绍时，我们可以直接将SGX Series5系列描述成“拥有1至4个US单元，2个TMU单元，64bit显存带宽的GPU”。此外，从SGX 543MP开始，Imagination在构架中引入了特殊的multi-core设计，多个SGX54xMP芯片可以近乎于无损的完成多核心并联，达到性能倍增的目的。

整个SGX Series5构架最引人瞩目的地方，在于USSE单元以及通过总线与cache相连的CGS。

USSE单元是Imagination为SGX Series5搭配的MIMD可编程浮点单元，透过USSE单元，SGX Series5可以实现对Vertex Shader和Pixel Shader的无差别吞吐。USSE单元内部被描述成多个并联的MTEU（Multi-Thread Execution Unit），但从本质角度来讲USSE单元更像是一个混合体，Imagination在其官方PDF中宣称USSE2在USSE的基础上添加了一组新的指令集，以协助单元完成向量吞吐及co-issue操作，因此我们认为它既有常规GPU的流处理器单元ALU/EU，又有类似larrabee中的Vector Unit，两者在不同吞吐场合共同完成特殊函数、shader及其他Vector指令的吞吐。在这种设计的帮助下，最新的SGX543MP芯片可以在200MHz的频率上取得6.4Gflops的吞吐能力，这个成绩已经达到了Geforce ULP理论性能的2倍。(责任编辑：admin)