基于深度學(xué)習(xí)的ADAS系統(tǒng)，是GPU的主力市場(chǎng)

在全球經(jīng)濟(jì)面臨巨大壓力之際，芯片IP公司仍將持續(xù)受益于智能汽車、5G和人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用的趨勢(shì)。

而在全球車載GPU芯片IP領(lǐng)域，Imagination的光線追蹤技術(shù)可以說(shuō)是過(guò)去20年來(lái)3D圖形處理領(lǐng)域最令人興奮的創(chuàng)新之一。該公司此前已經(jīng)為汽車應(yīng)用處理器市場(chǎng)的三家頂級(jí)廠商中的兩家（TI和瑞薩）提供GPU IP，是市場(chǎng)份額最大的單一廠商。

事實(shí)上，今天在汽車行業(yè)，GPU的用例幾乎涵蓋了從ADAS到自動(dòng)駕駛，從儀表到中控信息娛樂(lè)等等多個(gè)車載系統(tǒng)。而在實(shí)際大規(guī)模量產(chǎn)落地領(lǐng)域，基于深度學(xué)習(xí)的ADAS系統(tǒng)，是GPU的主力市場(chǎng)。

一、業(yè)界首個(gè)符合ISO26262功能安全 圖形處理和計(jì)算，是GPU在車載應(yīng)用中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

就在幾周前，Imagination宣布了針對(duì)汽車領(lǐng)域的XS系列GPU新IP，支持ADAS加速和安全關(guān)鍵的圖形工作負(fù)載。XS代表了迄今為止最先進(jìn)的汽車級(jí)GPU IP，也是業(yè)內(nèi)首個(gè)符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的，專門用于滿足ADAS安全計(jì)算的產(chǎn)品。

安全關(guān)鍵圖形和計(jì)算能力是下一代車載系統(tǒng)（如全景環(huán)視、數(shù)字儀表和ADAS）的要求，XS的設(shè)計(jì)采用了一種新的安全架構(gòu)，具有獨(dú)特的計(jì)算和圖形機(jī)制，在關(guān)鍵的工作負(fù)載下可以提高2倍的性能（和市面上的產(chǎn)品相比）。

隨著汽車系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)功能安全性的要求也越來(lái)越高。新的XS安全架構(gòu)包含TRP的專利技術(shù)，能夠確保和驗(yàn)證來(lái)自GPU數(shù)據(jù)的正確執(zhí)行和傳輸。

除了同步機(jī)制之外，XS還包括硬件機(jī)制，這些機(jī)制可以跨計(jì)算和圖形執(zhí)行對(duì)安全至關(guān)重要的工作負(fù)載，同時(shí)最大化性能。

至關(guān)重要的是，這些特性都在硬件中實(shí)現(xiàn)。此外，Imagination還發(fā)布了針對(duì)汽車GPU的OpenGLSC2.0 API，使客戶能夠在安全關(guān)鍵應(yīng)用程序中受益于GPU加速。 通過(guò)硬件虛擬化解決方案，面向ADAS的下一代 GPU-PowerVR XS使多屏幕、多操作系統(tǒng)和多個(gè)應(yīng)用程序都能在一個(gè)GPU上運(yùn)行而沒(méi)有性能損失。

“XS代表著我們?cè)谄囆阅芊矫娴臄?shù)量級(jí)提升，并為下一代汽車SoCs定義了一個(gè)新的基準(zhǔn)?！盜magination市場(chǎng)及業(yè)務(wù)發(fā)展高級(jí)經(jīng)理鄭魁表示，這也得益于此前公司在汽車級(jí)SoCs GPU IP超過(guò)50%的市場(chǎng)份額。

二、人機(jī)交互的關(guān)鍵安全保護(hù)

除了ADAS應(yīng)用，GPU-PowerVR XS實(shí)際上也為液晶儀表信息提供了更好的顯示效果和性能。在自動(dòng)駕駛汽車和提供駕駛員輔助的智能汽車中，它們甚至更為重要。

其中一個(gè)典型的案例，就是儀表屏幕上的安全警示燈，由于這些警示信息必須在任何時(shí)候都可用，GPU可以保護(hù)出現(xiàn)警示燈的那部分屏幕，確保不會(huì)出現(xiàn)警報(bào)顯示安全故障。

而過(guò)去，大多數(shù)數(shù)字儀表的HMI開(kāi)發(fā)人員不得不將安全關(guān)鍵部分（如警示燈）轉(zhuǎn)移到CPU上運(yùn)行，從而導(dǎo)致更復(fù)雜的工作流程，同時(shí)很難在性能上得到提升。

如果一切都可以在GPU上進(jìn)行，那么工作流程就會(huì)更簡(jiǎn)單，結(jié)果就會(huì)有更高的性能，這就使得設(shè)計(jì)者有可能創(chuàng)造出更高的分辨率，更復(fù)雜的顯示效果，最重要的是符合功能安全。 此外，GPU還可以加速在儀表上創(chuàng)建多媒體和娛樂(lè)所需的圖形。同時(shí)還可以創(chuàng)建輔助駕駛圖像，這就意味著顯示可以在圖形和視頻流之間快速切換。同時(shí)，圖形還必須快速生成冗余備份，在冗余備份中進(jìn)行第二次處理，以確保功能的安全執(zhí)行。

這得益于TRP（分塊區(qū)域保護(hù)）技術(shù)，可以識(shí)別屏幕上的安全關(guān)鍵區(qū)域，并根據(jù)每個(gè)對(duì)象對(duì)它們進(jìn)行標(biāo)記，這尤其適用于全景環(huán)視在液晶儀表上的實(shí)現(xiàn)。一旦系統(tǒng)檢測(cè)到一個(gè)物體（比如車輛周邊有行人），環(huán)視視頻流就成為安全關(guān)鍵系統(tǒng)。

一旦識(shí)別，該對(duì)象被標(biāo)記，安全渲染將被執(zhí)行，無(wú)論它出現(xiàn)在哪里顯示。Imagination的GPU使用基于分塊延遲渲染(TBDR)專利技術(shù)來(lái)渲染圖形，在渲染之前將屏幕分解成多個(gè)分塊元素。這還有一個(gè)額外的好處，即允許我們非常有效地執(zhí)行每個(gè)對(duì)象的標(biāo)記，從而將性能開(kāi)銷降到最低。

此外，Imagination特有的虛擬化、HyperLane、AI協(xié)同（AI Synergy）等技術(shù)在XS GPU中也發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過(guò)虛擬化和HyperLane技術(shù)，XS GPU可以支持多任務(wù)、多屏幕、多操作系統(tǒng)，同時(shí)所有的任務(wù)彼此隔離，從而可以確保安全性。

而通過(guò)AI協(xié)同技術(shù)，GPU可以在提供圖形處理能力的同時(shí)，使用其備用資源支持可編程AI，同時(shí)固定功能的AI運(yùn)算則可以放在專用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器（例如Imagination的PowerVR 3NX NNA）上執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)更高的AI性能。

三、中國(guó)市場(chǎng)的定制化服務(wù)

毫無(wú)疑問(wèn)，中國(guó)是未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的主要單一市場(chǎng)。對(duì)于Imagination來(lái)說(shuō)，中國(guó)市場(chǎng)的多元化和本地化需求，是未來(lái)市場(chǎng)份額的保障。

就在兩個(gè)月前，Imagination與北汽集團(tuán)旗下的北汽產(chǎn)投宣布一家汽車半導(dǎo)體合資公司，設(shè)計(jì)汽車級(jí)系統(tǒng)芯片(SoCs)及相關(guān)軟件，并提供全面的支持服務(wù)。

合資公司的目標(biāo)是與業(yè)內(nèi)其他汽車芯片公司合作，為中國(guó)客戶提供智能互聯(lián)汽車的創(chuàng)新支持，專注于自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)應(yīng)用處理器和智能駕駛艙語(yǔ)音交互芯片的研發(fā)。

這家合資公司將按照IP許可模式，Imagination對(duì)其授權(quán)圖形處理單元(GPU)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速(NNA)的IP和軟件。事實(shí)上，這也是符合汽車工業(yè)傳統(tǒng)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)趨勢(shì)。

比如，芯片從過(guò)去基于標(biāo)準(zhǔn)的芯片轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄖ频挠布蛙浖鉀Q方案，以及與客戶及其產(chǎn)品深度集成的技術(shù)服務(wù)。新的機(jī)會(huì)也推動(dòng)產(chǎn)業(yè)合作方式的改變。