Imagination 推出最先进的光线追踪图形处理器

2021年11月05日 16:51

Imagination Technologies宣布推出旗舰款图形处理器(GPU)知识产权(IP)产品IMG CXT,同时其PowerVR Photon光线追踪架构也随该IP首次亮相。通过增加Photon硬件光线追踪功能,IMG CXT实现了GPU IP的又一次重大飞跃,能够为游戏和其他图形处理应用场景提供令人难以置信的性能。Photon是业界最先进的光线追踪架构,可以为移动和嵌入式应用带来桌面级质量的视觉效果,并已在多个市场中进行了授权。

光线追踪是一项改变游戏规则的技术,可以使图形真实感达到跃升式变化。通过模拟真实世界中光线的表现,它可以创造出与现实生活几乎无异的三维(3D)场景。由于其计算的复杂性,光线追踪不久前也只是应用在台式机和游戏机上,但凭借IMG CXT革命性的Photon架构,移动开发者和游戏玩家现在也能够利用这种令人难以置信的渲染技术和全面的硬件加速功能。Photon为那些最令人兴奋的应用提供了光线追踪功能,包括移动、游戏、增强现实(AR)、桌面、数据中心、云和下一代汽车等应用。

Photon架构代表了十年来推动光线追踪在低功耗设备上应用的发展成果,并且在视觉效果可能性方面,为智能手机、平板电脑、笔记本电脑和汽车解决方案带来了重要的飞跃式进展。光线追踪可以在不同的性能和效率等级下执行,为了明确这一点,Imagination建立了光线追踪等级系统(RTLS),确定了从0级(Level 0)到5级(Level 5)共6个等级的光线追踪功能的要求。IMG CXT采用的Photon架构处于RTLS的4级(Level 4),这使其成为当前可用的最先进的光线追踪技术,提升了光线追踪的性能和效率,从而可为移动游戏玩家和开发者提供桌面级质量的体验。

IMG CXT-48-1536 RT3内核具有三个光线加速集群(RAC),可提供总体高达1.3 GRay/s的性能。这可以在移动设备的功耗预算下,以高帧率提供逼真的光线追踪阴影、反射、全局照明和环境光遮蔽效果。

IMG CXT在光栅化图形处理性能方面也向前迈出了重要一步,与Imagination的上一代GPU IP相比,其计算、纹理和几何性能都提高了50%。它的低功耗超标量(superscalar)架构可在低时钟频率下提供高性能,从而实现卓越的帧率功耗比(FPS/W)效率,同时Imagination图像压缩(IMGIC)技术可以大幅降低带宽需求。

Photon架构应用于个人计算机(PC)和数据中心

得益于Imagination的多核技术,Photon架构可以扩展应用于云、数据中心和PC市场。这可以实现高达9 TFLOPS(每秒万亿次浮点运算)的FP32光栅化性能和超过7.8 GRay/s的光线追踪性能,同时能够提供比当今的RTLS 2级或3级光线追踪解决方案高2.5倍的功耗效率。

IMG CXT也非常适合于超高品质的汽车人机界面(HMI)平台。它可以实现环绕视图中逼真的车辆图像,卫星导航中密集城市区域的展示,以及具备混合现实功能的抬头显示器(HUD)、数字车速表和其他信息显示器。它还可以在车上人员等待车辆充电时提供优质的车内游戏和娱乐体验。

Jon Peddie Research总裁兼创始人Jon Peddie博士表示:“Imagination Technologies在10年前开创了硬件加速光线追踪技术的先河,而现在则已通过其全新的PowerVR Photon架构将光线追踪扩展至移动市场。作为Imagination的首款RTLS 4级IP,CXT为开发人员提供了一个专门用于加速光线追踪的硬件组件,相比其他解决方案,它可以提供更高的功耗和面积效率。消费者们已经开始赞赏光线追踪提供的真实感,不久的将来,他们会要求在自己的所有设备中使用它。”

Imagination首席执行官Simon Beresford-Wylie表示:“作为智能手机变革的关键推动力量,Imagination在将先进的3D图形处理功能引入移动设备方面有着杰出的成绩。我们在高效光线追踪方面所实现的创新是我们发展过程中的又一次重要迈进,它为移动图形处理行业创造了一种全新的能力。我们很高兴能与自己的伙伴合作,实现将逼真的图形内容带入您掌中设备的愿景。”

深入了解Photon架构

PowerVR Photon架构的主要特点是RAC,这是一种新的低功耗专用硬件GPU组件,相比效率较低的RTLS 2级架构,它可以加速和卸载更多来自着色器内核的光线追踪计算。

RAC包含了光线存储(Ray Store)、光线任务调度器(Ray Task Scheduler)和相干性聚集器(Coherency Gatherer),并与两个128宽的统一着色器集群(USC)紧密耦合,USC拥有高速专用数据通路,可以实现最高效且功耗最低的光线追踪部署。Ray Store可以在处理过程中将光线数据结构保存在芯片上,并提供对RAC中所有单元的高带宽读写访问,从而避免了将光线数据存储或读取至动态随机存取存储器(DRAM)所造成的速度降低或功耗增加。Ray Task Scheduler可以卸载着色器集群的任务,并通过专用硬件部署和追踪光线工作负载,同时保持高光线吞吐量和低功耗。独特的Coherency Gatherer单元可以分析所有传播中的光线,并将整个场景中的光线绑定成多个相干组,从而能够以更高的效率对它们进行处理。

这些功能结合在一起,可以为开发人员提供比市场上的现有解决方案更强大、更具一致性的光线追踪性能,从而支持他们在渲染汽车、角色和地形等复杂表面时提供更优质的效果,并创建出比以往任何时候都更细致的环境。

行业反馈

CarbonatedInc首席执行官Travis Boatman表示:“Carbonated拥有来自Zynga、艺电(Electronic Arts)和暴雪(Blizzard)的资深行业人士,我们很高兴Imagination Technologies可以引领移动GPU和光线追踪技术的未来。能够在O3DE引擎上针对Imagination的PowerVR架构来优化我们的团队PVP移动游戏《Mad World》是非常重要的,这可以使我们为所有玩家提供最佳的游戏体验。”

完美世界游戏技术中心主管徐丹表示:“完美世界游戏和Imagination对基于PowerVR架构的新一代GPU实现高性能和低功耗有着共同的愿景。Imagination是光线追踪技术的行业领导者,我们希望可以共同探索这项技术在游戏和其他场景中的应用。”

腾讯游戏引擎技术副总监魏楠表示:“光线追踪技术被业界认为是下一代图形技术革命,它也是腾讯游戏不断探索的方向。我们很高兴看到Imagination作为光线追踪技术的行业领先者能发布硬件级光线追踪IP,腾讯游戏将与Imagination展开密切合作并探索该技术在游戏领域的应用。同时,Imagination在高性能低功耗图形渲染和处理上拥有深厚的技术积累,双方也将加强在这方面的技术合作,实现游戏体验质的飞跃。”

腾讯WeTest/PerfDog技术总监曹文升表示:“作为腾讯互动娱乐官方出品的行业领先质量服务品牌,在追求高品质高水准的道路上,腾讯WeTest团队与Imagination有着相同的愿景。相信Imagination发布的PowerVR新一代GPU的高性能和低功耗特性,可帮助开发者实现更优的游戏性能。同时,WeTest/PerfDog将与Imagination一起不断优化和完善GPU关键参数的获取,为开发者打造更好的游戏体验,更强的平台兼容性提供保障。未来,双方还有望在光线追踪技术、云游戏等领域进行广泛的探索与交流。”

网易游戏资深技术专家李文耀表示:“网易游戏非常重视体验、技术和品质,我们一直就Messiah和Neox自研引擎与Imagination联合进行优化。GPU为实现高质量游戏体验提供了支撑,未来我们希望有机会在游戏开发和打磨中,充分利用PowerVR新一代GPU的高性能与低功耗特性,为玩家打造优质的游戏体验。此外,我们也很期待Imagination光线追踪技术,这项技术将开启全新的图形渲染和视觉时代,希望与Imagination一起探索其在游戏领域的应用。”

CXT亮点:

  • 首次在移动IP上实现了桌面级质量的光线追踪视觉效果!

  • 业界首款RTLS 4级光线追踪架构

  • 功耗效率比现有的RTLS 2/3级解决方案高2.5倍

  • 可扩展应用于桌面和数据中心(高达9 TFLOPS的FP32光栅化性能和超过7.8 GRay/s的光线追踪性能)

  • 相比上一代GPU,计算、纹理和几何性能提高了50%

  • 已在多个市场中进行了授权

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