这个GPU IP，有望重塑云游戏市场新格局！

近年来,随着全球数字化技术迭代升级,5G、AI、云计算等新兴技术的发展,以及元宇宙概念的崛起,带动云游戏行业进入快速发展阶段。

根据Niko Partners数据预测,到2027年中国游戏玩家数量将突破7.3亿人,其中云游戏正在成为游戏市场越来越重要的组成部分。IDC报告指出,2022年中国云游戏市场收入已达63.5亿元人民币,同比增长56.4%,预计2025年这一数字将增长至205.1亿元,市场前景可谓十分广阔。

 

（云游戏市场快速发展）

风口之上,云游戏俨然成为了科技巨头押注未来的前沿阵地,当然,也有更多创业公司希望从中分一杯羹,云游戏开始在全球范围沉淀玩家用户。据统计,亚太地区用户云游戏月活跃人数将从2022年的1700万增长到2025年的3200万人,增幅高达88%。

快速发展的背后,底层技术的支持是云游戏落地发展的核心,可支撑高并发密度的GPU渲染能力、虚拟化技术,以及边缘计算等技术的发展是推动云游戏发展和提升云游戏体验的关键。

 

巨头入场,加速云游戏迈入“新时代” 

云游戏已经吸引了众多玩家入局,英伟达、AMD、英特尔等作为核心技术提供商,在高端GPU领域一直保持行业领先地位,无论是台式机、笔记本电脑还是云游戏体验的提升,都离不开GPU显卡的支持。

云游戏,不仅正在深刻地变革整个游戏行业,也在推动硬件技术的迭代升级。

首先,GPU为云游戏提供算力基础。在服务器端,对整个云游戏场景进行渲染,支持不同规模的游戏用户;其次,在设备终端,如何使游戏画面效果栩栩如生,如何通过游戏渲染增强设备沉浸感、画面质感和用户体验等,成为新的演进方向。

因此,为了提升云游戏玩家体验、支持更多玩家数量、降低云游戏厂商运营成本,高性能、高能效、可同时支持多用户的高灵活性显卡,成为行业刚需。

IDC数据预测,全球PC、工作站和服务器分立GPU市场份额,将从2022年的320万增长到2027年的890万,增幅高达178%。

纵观市场现状,英伟达和AMD两大独立GPU芯片厂商在云游戏领域均有相关解决方案,也是引领云优势行业的主流技术。英特尔过去也尝试推出了多款服务器GPU用于云游戏。国内市场,摩尔线程、芯动科技也相继发力该赛道,不仅是提供良好的游戏体验,在时下热门的AIGC、GPU虚拟化等领域,也有出色的体验。

在此行业现状和趋势下,以Imagination、 ARM等为代表的芯片IP供应商也正在陆续布局。就在近日,Imagination推出了支持DirectX的高性能GPU IP新产品线,作为专为台式机、笔记本电脑和云游戏图形体验量身打造的一款可扩展GPU IP,DXD可视为IMG在PC和云游戏领域的新突破。

众所周知,对DirectX的硬件实现支持是PC游戏成功的关键。

Imagination前瞻技术副总裁Kristof Beets对此表示,作为支持DirectX Feature Level 11_0的高性能GPU IP新产品线的首款产品,IMG DXD可以运行主流的DX11 PC游戏以及其他基于Windows的应用程序和手机游戏。

有业内专家曾公开表示:“DX11严格要求支持包括曲面细分在内的各种高级渲染技术,开发难度极大。至今,全球只有少数几家公司的GPU支持DX11。”

目前,DirectX以62%占比的绝对优势成为PC游戏中使用的最流行的API。随着对DX11的适配完成,IMG DXD将能够降低游戏开发难度和成本,同时更有效地发挥新硬件的能力、提高物理效果和游戏AI、增强画面细节复杂度、针对多核心处理器进行全面优化。

此外,IMG DXD GPU还支持OpenGL4.6,Vulkan1.3等图形编程接口和OpenGL ES 3.2和OpenCL 3.0计算编程接口,基本上支持行业大多数主流的API。后续,Imagination将继续投资增强其API覆盖范围和功能特性,以便客户拥有在台式机市场上成功竞争所需的GPU IP。

 

 

得益于这些优势特性,IMG DXD双核配置拥有4.6TFLOPS的单精度浮点性能,144G的纹理渲染,以及拥有18TOPS的AI性能。相比IMG BXT处理器,DXD单核性能提升2.25倍,能够满足主流游戏玩家对流畅帧速率的需求。

除了算力性能的大幅提升之外,DXD还采用了其他的技术来让GPU发挥出更高的效率,比如片段着色率技术,该技术旨在对视觉影响最小的情况下,可以让着色器运行次数大幅减少,使像素处理量减少高达93%,从而实现功耗以及带宽的大幅减少,也可以让多余的GPU性能加入到内容渲染之中,进而提升游戏的帧率。

 

最高性能与灵活性,打造云游戏“新视野” 

云游戏行业,用户数量大幅上升代表着商业化的成功,但海量并发用户也会带来激增的游戏交互和数据处理需求,对云游戏平台而言并行接入能力就显得愈发重要。

云游戏的重点是“云”,因此在云游戏中能够满足多用户和灵活扩展性十分重要。对此,IMG DXD沿用了IMG B系列产品的多核技术,基于多核架构进行优化,可实现GPU内核的多核扩展。

据了解,多核方法非常灵活,其优势在于每个核既可以独立运行,在云游戏场景中,这有助于最大限度地增加每个 GPU 可承载的游戏玩家数量。或者,也可以组合成一个大GPU来协力执行任务,能为单个应用提供最大化的性能,或根据需要支持不同内核运行独立的应用。

除了多核,IMG DXD GPU还提供HyperLane硬件虚拟化功能,在多核基础上更进一步,使每个核可承载多达8个游戏玩家,并提供全面的安全性和灵活的性能管理。,为不同应用提供更大的灵活性。例如,大部分的云游戏玩家既玩3A游戏大作,也玩轻松的小游戏,为了保证玩家拥有较好的云游戏体验,在多核的基础上,每个IMG GPU核又可分为八个虚拟域,其中每一个虚拟域都可以完成独立的Workload。

 

（ IMG DXD可提供从单核到四核的配置 ）

 

用户可以根据自己的需要选择一个或者多个作为自己云游戏主机的配置,从而保障服务器资源的高效利用,使游戏负荷得以高效平衡,以支持更多用户。同时,HyperLane技术还提供用户隔离和数据安全,多个操作系统或多个应用共享同一颗GPU。

简而言之,多核和虚拟化技术的主要优势在于,它能为客户提供更广泛的灵活性选择,而无需彻底重新设计布局,从而降低成本并加快上市时间,进而助力云游戏拥有更低时延、更高画质以及更强体验。

据了解,IMG DXD还采用了PowerVR基于分块延迟渲染架构的固有能效,该架构最初设计用于向功耗受电池寿命和封装限制的市场提供高质量3D图形。

此外,为了给玩家打造更高质量的游戏体验,IMG DXD还通过2D双速率纹理、RISC-V固件处理器、流水线数据主控,以及通过ASTC HDR 支持增强视觉细节等技术,针对性能和效率进行优化,提升游戏体验。

· 2D双速率纹理: 通过特殊的着色模式,让双线性滤波性能成倍提升的同时,还可以减少面积的增加并降低处理器的整体功耗,进而带来更长的续航。

· RISC-V固件处理器: Imagination持续投入RISC-V的研发,将其成果应用于其产品线中。据悉,DXD中使用的遵循RISC-V协议的固件处理器,可以实现40%的固件性能改善。

· 流水线数据主控: DXD在改进流水线后,当前场景正在渲染时,无需任何间隙和等待,数据主控器就可以开始为下一个场景创建工作负载。

· 支持ASTC HDR: 可在使用高质量纹理时最大限度地减少带宽。 

综合来看,IMG DXD集多重技术亮点于一身,对希望优化每瓦服务量和服务质量的云游戏公司具有极大吸引力。

据悉,这款新产品目前已获得桌面市场的授权许可,采用它的客户将为桌面端和新兴的云游戏市场打造全新的图形解决方案。

 

应用与生态,持续解锁GPU “新打法” 

回顾Imagination的GPU发展历程,在其超过30年的历史中,相继推出过多代GPU产品。

Kristof强调,Imagination最早开发针对桌面端和PC端的GPU,“游戏”一直都是属于Imagination的DNA,例如Imagination给世嘉的Dreamcast主机提供过硬件,同时还参与了PSV的硬件和显卡。从2001年开始,Imagination开始涉足IP解决方案,希望通过“IP的方式”去解决移动端的一些问题。

近年来,Imagination又相继推出IMG A、IMG B、IMG C和IMG D等多系列GPU产品。

 

 

2019年,Imagination首发其号称“万物GPU”的旗舰产品IMG A系列,后续随着B系列的登场,Imagination为覆盖越来越多应用的图形处理革命注入新鲜的血液。芯动科技已将BXT内核集成到其桌面GPU和数据中心GPU芯片上。

2021年底,Imagination凭借IMG CXT革命性的Photon光追架构,为高端图形处理技术的变革铺平了道路,使得开发者可以在移动端实现桌面级的画面视觉效果,为游戏玩家提供了更好的游戏体验。

去年,Imagination再次推出新一代开创性的光追GPU “IMG DXT”,意图将光追技术迅速普及开,从而在GPU市场中继续保持差异化的领先性。

随着本次IMG DXD系列GPU的推出,将持续为云游戏服务厂商提供高性能硬件、高效开放的GPU虚拟化技术,助力厂商在云游戏市场一往无前。

目前,Imagination已经拥有BXT、CXT、DXD等多系列高性能GPU产品。

 

 

整体来看,Imagination在移动GPU市场俨然极具竞争力的重量级玩家,通过近年来其一系列新的技术进展及产品布局,可以看到Imagination技术实力和雄心从未止步于移动和汽车市场,而是逐渐扩展向更丰富的高性能图形处理及AI应用,已将业务范围拓展到桌面、云游戏、数据中心等更广泛的疆域。

Imagination不但有强大的GPU,也有基于RISC-V架构的CPU。Imagination公司市场副总裁 Victoria Rege在发布会现场指出,“目前采用Imagination IP芯片累计出货量,已累计达110亿,拥有3300个以上的专利和专利申请。Imagination专注在移动、消费、汽车和桌面服务器等,致力于提供一个嵌入式GPU、CPU、AI式连接一站式解决方案的公司。”

另一方面,在研发上不断投入以保持快速的开发和产品上市步伐,持续的满足和引领市场及客户需求,也是其实现快速增长的重要原因。

Imagination公司副总裁、中国区总经理刘国军强调:“IMG非常注重打造产业生态,与桌面游戏生态伙伴持续合作,包括支持广泛的游戏引擎、优化基础API和高级图形功能、与主要伙伴加速游戏内容优化等。”

 

 

此外,Imagination 也在积极地拓展中国产业生态,包括与芯片设计客户、应用商以及中间方案商、软件开发商等产业链上下企业紧密合作。刘国军指出,“今年我们针对多领域举办了多场行业培训,此外还有跟大学展开合作。未来,我们将围绕产品和应用两方面持续布局,产品层面不断迭代优化,加强生态伙伴合作;应用领域,则从移动领域扩展到汽车、数据中心、桌面、云游戏等领域,旨在为中国本地的芯片设计者提供更多应用方面的竞争力。”

简而言之,Imagination未来将持续重点关注中国市场的趋势变化和行业走向,以技术创新和产品优势赋能更多行业客户,推动多行业不断向前迈进。

 

写在最后 

近年来,GPU领域迎来了新一轮技术创新的风潮,各种新兴技术正将图形处理效果提升至新的高度,也给GPU市场带来了更大的发展空间和潜力。

在激烈的竞争中,各大GPU厂商都在不断创新、提升性能和扩展应用场景,以适应市场的变化和发展需求。

未来,Imagination也将不断拓展产品系列和应用进展,不断加强API方面的合作,致力于打造从IP供应商到芯片厂商,再到平台、终端设备和应用厂商联系在一起的全产业生态,推动GPU产业新升级。