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Imagination先進光線追蹤GPU 可為行動應用實現桌機視覺效果
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 報導】   2021年11月05日 星期五

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Imagination Technologies 出旗艦款圖形處理器(GPU)智慧財產權(IP)產品IMG CXT,同時其PowerVR Photon光線追蹤架構亦隨該IP首次亮相。 透過增加Photon硬體光線追蹤功能,IMG CXT實現了GPU IP的再次重大躍進,為遊戲和其他圖形處理應用場景提供優質性能。 Photon 為業界最先進的光追蹤架構,可為行動和嵌入式應用帶來桌上型電腦品質的視覺效果,並已在多個市場中進行授權。

IMG CXT在光柵化圖形處理性能上邁進重要的一步。
IMG CXT在光柵化圖形處理性能上邁進重要的一步。

光線追蹤為一項改變遊戲規則之技術,可使圖形真實感達到躍升式變化,透過模擬真實世界中光線的表現,可創造與現實生活幾乎無異的三維(3D)場景。 由於其運算複雜性,光線追蹤不久前僅應用於桌上型電腦和遊戲機,但憑藉IMG CXT革命性的Photon架構,行動開發業者與遊戲玩家現在也能擁有令人難以置信的渲染技術和全面的硬體加速功能,Photon為最令人興奮的應用提供了光線追蹤功能,包括行動裝置、遊戲、擴增實境(AR)、桌機、資料中心、雲端和下一代汽車等應用。

Photon架構代表了十年來推動光線追蹤在低功耗裝置應用的進展,並且在視覺效果可能性方面,為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦和汽車解決方案帶來了飛躍式進展。光線追蹤可在不同的性能和效率等級下執行, Imagination 並建立了光線追蹤等級系統(RTLS),藉以確定從0級(Level 0)到5級(Level 5 )共6個等級的光線追蹤功能的要求。 IMG CXT採用的Photon架構處於RTLS的4級(Level 4), 這使其成為目前最先進的光線追蹤技術,並提升了光追蹤的性能和效率,為手遊玩家和開發業者提供桌機級品質體驗。

IMG CXT-48-1536 RT3 核心具有三個光線加速集群(RAC),可提供總體高達1.3GRay/s的性能,如此可在行動裝置的功耗預算下,以高幀率提供逼真的光線追蹤陰影、反射、全域照明和環境光遮蔽效果。

IMG CXT在光柵化圖形處理性能上也邁進重要的一步,與Imagination的上一代GPU IP相比,其運算、紋理和幾何性能均提升了50%。低功耗超標量(superscalar)架構可在低時脈頻率下提供高性能,實現卓越的幀率功耗比(FPS/W)效率,同時 Imagination影像壓縮(IMGIC)技術亦可大幅降低頻寬需求。

將Photon架構應用於個人電腦(PC)和資料中心

得益於Imagination的多核技術,Photon架構可擴展應用於雲端、資料中心和PC市場,實現高達 9 TFLOPS(每秒萬億次浮點運算)的FP32光柵化性能和超過7.8GRay/s的光線追蹤性能,同時提供比目前 RTLS 2 級或3級光線追蹤解決方案高2.5倍的功耗效率。

IMG CXT也非常適合超高品質汽車人機介面(HMI)平台,實現環繞視圖中逼真的車輛圖像,衛星導航中密集城市區域的展示,以及具備混合實境功能的抬頭顯示器(HUD )、數位車速表和其他訊息顯示器,同時可在乘客等待車輛充電時提供優質的車內遊戲和娛樂體驗。

Jon Peddie Research 總裁暨創始人 Jon Peddie 博士表示:「Imagination Technologies在10年前開創了硬體加速光線追蹤技術之先河,現在則透過其全新的PowerVR Photon架構將光線追蹤擴展至行動市場。作為Imagination的首款RTLS 4級IP,CXT為開發人員提供了專用於加速光線追蹤的硬體元件,相較於其他解決方案,其具備更高的功耗和面積效率。消費者已開始讚賞光線追蹤所提供的真實感,不久的將來,他們會希望能在自己的所有裝置中使用它。」

Imagination執行長Simon Beresford-Wylie表示:「作為智慧手機變革的關鍵推動力量,Imagination將先進的3D圖形處理功能導入行動裝置上具有卓越的成績,我們在高效光線追蹤方面所實現的創新是一次重要的里程碑,其為行動圖形處理業界創造了一種全新的能力,我們很高興能與夥伴合作,實現將逼真的圖形內容帶入使用者掌上行動裝置的願景。」

深入瞭解Photon架構

PowerVR Photon架構的主要特點為RAC,其為一種新型低功耗專用硬體GPU元件,相較於效率較低的 RTLS 2級架構,可加速和卸載更多來自著色器核心的光線追蹤運算。

RAC包含了光線儲存(Ray Store)、光線任務調度器(Ray Task Scheduler)和相干性聚集器(Coherency Gatherer),並與兩個128寬的統一著色器集群( USC)緊密耦合,USC擁有高速專用數據通路,可實現最高效且功耗最低的光追蹤部署。Ray Store可在處理過程中將光線數據結構保存在晶片上,並提供對 RAC 中所有單元的高頻寬讀寫存取,避免因將光線數據儲存或讀取至動態隨機存取記憶體(DRAM)而降低速度或增加功耗,Ray Task Scheduler可卸載著色器集群的任務,並透過專用硬體部署和追蹤光線工作負載,同時保持高光線輸送量和低功耗。獨特的Coherency Gatherer單元可分析所有傳播中的光線,並將整個場景中的光線綁定成多個相干組,進一步以更高效率處理。

相關功能的結合,可為開發人員提供比現有解決方案更強大、更具一致性的光線追蹤性能,以協助其於渲染汽車、角色和地形等複雜表面時提供更優質的效果,並創建出比以往更細緻的環境。

業界回饋

Carbonated Inc執行長Travis Boatman表示:「Carbonated擁有來自Zynga、藝電(Electronic Arts)和暴雪(Blizzard)的資深產業人士,我們很高興Imagination Technologies 可引領行動GPU和光線 追蹤技術的未來,這在O3DE引擎上針對Imagination的PowerVR架構最佳化我們團隊PVP遊戲《Mad World》是非常重要的,它讓我們能為所有玩家提供最佳體驗。」

完美世界遊戲(Perfect World Games)技術中心主管徐丹表示:「完美世界遊戲和Imagination對基於PowerVR架構的新一代GPU實現高性能和低功耗有著共同的願景,Imagination 為光線追蹤技術的業界領導者,我們希望共同探索這項技術在遊戲和其他場景中的應用。」

騰訊遊戲(Tencent Games)引擎技術副總監魏楠表示:「光線追蹤技術被業界認為是下一代圖形技術革命,它也是騰訊遊戲不斷探索的方向,我們很高興看到 Imagination 以光線追蹤技術的業界領導者的角色發表硬體級光線追蹤IP,騰訊遊戲將與 Imagination 展開密切合作並探索該技術在遊戲領域的應用,同時,Imagination 在高性能低功耗圖形渲染和處理上擁有深厚的技術累積,雙方也將加強在此方面的技術合作,提升遊戲體驗。」

騰訊WeTest/PerfDog技術總監曹文升表示:「作為騰訊互動娛樂官方出品的業界領先服務品牌,在追求高品質、高水準的道路上,騰訊WeTest團隊與Imagination有著相同的願景,相信Imagination PowerVR 新一代 GPU的高性能和低功耗特性可協助開發者實現更優的遊戲性能。同時,WeTest/PerfDog將與Imagination一起不斷最佳化和完善GPU關鍵參數的取得,為開發業者打造更佳的遊戲體驗,並為更強的平台相容性提供保障。未來,雙方並可望在光線追蹤技術、雲端遊戲等領域進行廣泛的探索與交流。」

網易遊戲(NetEase Games)資深技術專家李文耀表示:「網易遊戲非常重視體驗、技術和品質,我們一直在Messiah和Neox自研引擎與Imagination聯合進行最佳化,GPU為實現高品質遊戲體驗提供了支援,未來我們希望有機會在遊戲開發充分運用PowerVR新一代GPU的高性能與低功耗特性,為玩家打造優質遊戲體驗。 此外,我們也很期待 Imagination 光線追蹤技術,這項技術將開啟全新的圖形渲染和視覺時代,希望與 Imagination 一起探索其在遊戲領域的應用。 ”

關鍵字: CPU  GPU  IPU  Imagination 
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