单核1.5 TFLOPS、ASIL-B功能安全！Imagination发布汽车GPU IP产品Imagination DXS GPU

大模型正在掀起一场智能应用产业革命，带来计算、开发、交互，三大范式全面的升级和转换，计算范式从图灵、冯·诺伊曼计算范式转为神经网络计算范式，GPU成为了AI算力核心技术与产品。

39年历史的老牌GPU IP厂商Imagination，已经累计出货了130亿颗配备有Imaginatin GPU的产品。在汽车领域，从2004年联合瑞萨，推出第一款车载产品到现在，有3.95亿颗Imagination GPU器件被安装在车上。

近日，Imagination推出其最新的、用于车载智能和交互的汽车图形处理器（GPU） IP产品Imagination DXS GPU。全新的DXS是一款可扩展、灵活的GPU IP，专为处理驾驶舱、信息娱乐和高级驾驶辅助系统中的图形和计算工作负载而打造。该处理器在分布式安全性方面引入了多项新的创新，消除了在Imagination处理器上实现ASIL-B等级功能安全的额外开销。目前，该产品已经获得了汽车市场的使用许可。

全新产品：Imagination DXS GPU，支持汽车所有图形、计算

Imagination DXS GPU可支持一辆汽车的所有图形和计算要求，算力可从单核0.25 TFLOPS的配置，扩展到1.5 TFLOPS的处理能力，这意味着该处理器的峰值性能比Imagination上一代汽车GPU IP提高了50%。Imagination独特的多核技术可实现两核、三核和四核配置，而内核之间的低带宽总线和对隔离的支持，也使IMG DXS可适用于多晶粒芯片（chiplet）。它采用了在D系列PowerVR架构中引入的相关特性，如流水线数据主控和2D双速纹理处理，从而在性能效率上比上一代汽车GPU IP提高了20%，并确保其在实际基准测试中的表现优于竞品IP内核。

Moor Insights & Strategy的首席分析师Anshel Sag表示：“Imagination是汽车领域领先的GPU IP供应商。过去十年中，汽车中对像素处理的需求大幅增长，数字驾驶舱、全宽仪表盘显示屏和后排娱乐屏幕提供了类似智能手机的视觉体验。Imagination在3D图形性能、灵活的多任务处理和强大的安全性方面的出色表现使其受欢迎程度迅速攀升。”

DXS针对下一代车辆智能所需的计算工作负载进行了优化，如计算机视觉和数据处理。通过将DXS的基础硬件与新增的FP16流水线和一组新的计算库及AI工具包相结合，用户可以在计算工作负载方面实现比上一代产品高达十倍的性能提升。

“GPU在汽车中的角色不再仅限于图形处理。”Imagination首席产品官James Chapman表示，“在软件定义汽车时代中，硬件设计需要具有长期属性，这促使硬件设计人员去选择灵活且可编程的处理器；这些处理器不仅可以处理当前的人工智能工作负载，而且还能适应未来出现的新需求。如今，我们的汽车GPU不仅因其渲染能力而广受欢迎，同时也因其计算能力备受青睐。”

核心专利技术：Imagination第一款带有“分布式安全机制”的处理器

根据ISO 26262汽车安全完整性等级（ASIL）体系，汽车上运行的所有功能都要根据潜在风险进行等级认证。汽车制造商及其供应商必须确保支持该功能实现的组件都符合故障检测和处理的必要标准，其中ASIL-A等级的要求最低，ASIL-D等级的要求最全面。

由于采用了全新的“分布式安全机制”解决方案使DXS在性能、功耗或面积（PPA）开销远小于现有的两种主要方法的情况下，实现了ASIL-B功能安全。这两种方法分别是：双核锁步法，硅片面积增加100%；以及工作负载重复法，安全工作负载性能减半。

分布式安全机制对GPU性能的影响几乎为零，而面积代价极低，估计仅为10%。 它利用了当今处理器固有的并行性，以及任何线程都不会被完全利用的事实。获得专利的机制将这些线程组合成对，并在空闲时注入安全测试，从而在ASIL标准设定的时间范围内识别故障。

挖掘性能，全新计算库和人工智能工具包

与硬件同时开发的还有一套新的计算库（imgBLAS、imgNN、imgFFT），它们可帮助软件开发人员实现高达80%的GPU利用率。这也将加速常见计算工作负载的处理，如计算机视觉和ADAS系统感知数据的预处理和后处理。

这些库与新的参考工具包（oneAPI和TVM）相结合，创建了一个基于开放标准的实用软件栈，软件开发人员可以利用该软件栈轻松地将其计算应用移植到基于Imagination IP的硬件上，并最大限度地提高其性能。

“软件的可移植性和利用异构硬件的能力对汽车行业的未来至关重要。UXL基金会希望通过开源方式持续开发oneAPI标准，为开发人员实现这一目标提供清晰而便捷的途径。”UXL基金会指导委员会主席Rod Burns表示。“Imagination长期以来一直支持我们生态系统，他们今天发布的计算软件解决方案强化了他们基于开放标准，来为开发者构建最佳路径的承诺。”

“澎峰科技（PerfXLab Technologies）为希望加速人工智能应用的公司开发异构计算软件栈和基础设施解决方案。”澎峰科技首席执行官张先轶表示。“我们正在使用Imagination的计算软件解决方案，在Imagination GPU上运行各种人工智能应用，包括我们的LLM推理引擎PerfXLM。与CPU方案相比，我们到目前为止已实现的性能提升就高达100%，而且只需花费很少的时间来进行移植。”

软件：兼容生态，多系统多任务处理

Imagination的汽车GPU支持OpenGL® ES、Vulkan®、OpenGL®和OpenCL™。它们可运行流行的汽车操作系统，如QNX和Green Hills软件公司的INTEGRITY RTOS，以及Linux和Android。基于硬件的虚拟化技术使Imagination GPU能够同时运行多达八个操作系统，并通过完全的内存隔离，实现完全安全的GPU多任务处理。Imagination与全球领先的安全关键型图形和计算软件驱动程序和库构建者和提供商CoreAVI合作开发安全关键型驱动程序，从而为Imagination GPU提供OpenGL SC和Vulkan SC支持。

“随着汽车的自主化程度越来越高，人们更加重视汽车能够以适当的方式去检测和处理故障的能力。”CoreAVI首席市场和销售官兼副首席执行官Dan Joncas表示。“通过与我们合作，Imagination能够通过全面覆盖了硬件和软件的完整安全性工具包，来满足汽车行业的复杂要求。”