后摩尔时代的Imagination公司，发展现状与规划谈
来源：电子工程专辑
去年我们采访imagination中国区高管时了解到，在被凯桥资本收购以后的几年内imagination年度营收复合增长达到了33%；另外还提到诸如在汽车gpu ip市场保持领跑等相关数据。
其实近几年imagination在产品宣传上反倒是相对低调的——从媒体和终端用户的角度来看，我们不是特别清楚imagination公布的这些营收、市场份额数据，究竟是怎么落地的：客户在哪儿，ip转为芯片的情况如何，产品线及应用市场规划怎样......
这些更实在的东西大概才是一般人最为关注的。这次我们有机会采访到imagination technologies首席产品官(cpo)james chapman，就更具体的角度对imagination这家公司及产品于当代所处的位置和策略，有了更清晰的认识。这大概也能体现当下的处理器ip企业究竟是怎么看待市场的。
james chapman，首席产品官(cpo)，imagination technologies
1、gpu ip供应商的转身去年10月，我们撰文《img powervr架构30年(上)：从世嘉游戏机，到芯动桌面显卡》回顾了过去30年，imagination的gpu ip——也就是powervr架构的演变史。文章的下篇我们一直都没有动笔——其实就如上篇谈到的，以被凯桥资本收购为转折点，不仅是powervr这样一个架构或技术，imagination这家公司本身也是步入了新纪元的。而要理解当代的imagination，我们大概可以从两个角度来观察。
其一是产品线布局。从imagination的官网来看，这家公司现在的产品与解决方案序列主要涵盖了cpu、gpu和ai。cpu产品中，相对知名的是基于risc-v指令集、品牌名叫catapult的img rtxm-2200；gpu产品线则不仅有自2019年以来发布的img a, b, c, d四个系列的gpu ip，实则在open access授权模式下，还有更早的powervr架构可选；ai相关的则是nna神经网络加速器，最新的是img series4。
如我们所想，gpu ip目前应当仍然是imagination的主要营收来源。“现在我们的gpu还是公司最赚钱的业务。”james说，“但我们也看到risc-v cpu是非常重要的市场，未来几年都会是这样。”“这对imagination而言很重要，而且增长相当强劲。”
与此同时，“我们也在和有架构需求的客户，在ai解决方案上达成合作。我们正在观察和研究nna和gpu更紧密结合的问题；其实在消费电子领域，比如数字电视上我们看到了这样的需求。”
另外从某一类处理器ip，转向更全品类的处理器ip，似乎是现在不少主流ip供应商的常规思路：无论是为了构建起更稳固的生态；还是处理器之间实现更高效的协作，从系统层面提升效率；这种趋势可以认为是“后摩尔时代”的某种写照。“不同的ip都有自己需要扮演的角色。”james谈到。
其中一个关键问题是计算在不同ip的分配及数据的传输。比如某特定使用场景，可以用专门的硬件来加速。但一旦这个使用场景发生了一些小变化，需要稍稍改动算法，可能就需要多个ip的协同计算，同时要考虑数据共享和传输的话，就会变得比较复杂了。如何给用户提供高性能密度的计算解决方案，同时又保持灵活性——满足未来算法的升级?所以我们想的是，需要这样一种系统方案——这是imagination可以切入的。基于我们已有的gpu ip，ai加速器ip和risc-v cpu ip，可以给客户提供系统解决方案。”事实上我们也看到，有不少客户是期望找到arm的替代方案的，imagination就显得很有吸引力了。
值得一提的是，imagination官网blog有多篇文章特别谈到了自家gpu和risc-v架构的cpu是最佳搭档，大概也能说明imagination推catapult产品线的立足点。虽说rtxm-2200还是个32位实时核，着力在ssd控制器、security enclave、网络处理器之类的应用上，但james表示，明年imagination很快会推出中端应用定位的核心，“让risc-v进入到主流应用很重要”，“未来在芯片上会是主要的处理器核心。”
“前期提供中端定位的产品，是因为我们认为首批应用可能仍然会用较小的软件栈，这类应用所需的就是中端的、更追求高效的应用处理器。”“在此之后，根据市场需求我们也会做扩展。具体的产品规划，主要还是看将来市场对于ip的需求。”
2、imagination在手机之外，还有哪些市场?大部分关注imagination的读者，先期普遍是因为imagination在手机gpu领域的高知名度。不过现在的手机市场已经和过去大不一样了，不仅是gpu ip再度走向分散，还在于手机市场的整体下行。这大概也是一些人不理解imagination营收增长的根本所在。
从符合直觉的角度出发，大致上可猜测，支撑imagination发展的，一方面在于走向移动手机市场以外，另一方面则可能与地缘政治有关。前文提到两个角度的观察，第二个角度就在于imagination着眼的应用市场相比过去更为丰富。
可能在这个问题上颇具代表性的，是前不久img dxd这个专门面向桌面pc的gpu ip发布。即便imagination很久以前曾经参与过桌面显卡市场竞争，但现阶段桌面显卡市场已经是个高度成熟的寡头市场——以市场发展常理来判断，新入局者是很难分得一杯羹的。
“我们还是从客户那里看到了这个市场相当大的需求， 源于他们的客户期望找到替代方案。”james坦言，“当然其中一部分是是中国国内的客户，但同时我们也看到全球市场的客户在寻求英伟达、amd以外的产品，他们会去看从哪里能获取到gpu ip，包括像是数据中心以更多样化的方式做部署。”“从长远的角度来看，这也是全球性的需要。”
“客户愿意选择我们gpu ip的原因”，除了需求以外，更看重技术上“img gpu ip的可伸缩性，而且也支持当代的api，尤其还支持directx”——对于directx 11_0的支持也是imagination发布img dxd时提到的重点。“imagination在桌面领域有自己的历史，而我们的一些客户则是这个市场的新晋力量。”桌面gpu市场，基于img gpu ip的典型芯片设计企业如芯动科技——这应该也是众所周知的了。
而在桌面显卡市场之外，数据中心、包括云计算在内的hpc/ai也是imagination的目标市场。其实芯动科技的风华1号显卡目标市场就涵盖了数据中心服务器，“支持5g数据中心多路云办公、云手机、云游戏、云桌面、云渲染。”此前芯动科技在接受采访时就说，基于imagination的hyperlane虚拟化技术，每核构建起8条独立控制通道，而且实现了安全隔离，以及弹性化的性能管理。据说风华1号的客户在能效、性价比方面的反馈很不错。
实际从img a-series时期开始，imagination就将当代gpu ip架构加入了云游戏、云计算的考量。img dxd虽说重点在桌面市场，但规模扩大亦可着眼于云游戏。james在采访中说“我们也看到有用户会拿我们的桌面或者云游戏显卡，在数据中心做更通用的加速计算。”在被问及imagination是否考虑过未来推出不带图形单元的gpgpu ip时，james笑了笑回答说：“有可能(possibly)。”imagination产品线规划里有没有此类ip是未知的，但显然imagination要将自家ip覆盖到更多垂直市场，在此就显得相当明确。
在手机、桌面、云游戏市场之外，还有个不可忽视的市场是汽车。imagination于这一市场处在gpu ip供应商的绝对领先地位。“这个市场现在本身发展得很快，尤其是汽车进入智能化时代，我们看到了汽车对计算和图形需求的迅猛增长。”james说。而imagination的gpu在汽车上市场的地位，还是有明确依据的。比如说瑞萨r-car soc，有图形需求的基本都选择了imagination的gpu ip——过去我们参加瑞萨的活动也都见过；另外还有ti的jacinto处理器家族，几年前就开始用img bxs了。这两位都是汽车芯片领域的巨擘了。
james认为，imagination在汽车gpu市场的优势包括两点。其一是可拓展性，我们过去在img gpu架构的文章里曾数度提及。另外一点是安全性。”img bxs gpu全系遵循iso 26262车规开发流程，可满足asil-b车规认证；软件方面，coreavi为bxs gpu开发的基于vulkan的驱动也可满足asil-b认证。在今年9月，imagination发布消息称其系统化开发流程获得sgs-tüv saar认证最高至asil-d，这“让我们构建起跨cpu, gpu和ai的产品，满足汽车领域的客户与市场需求。”james还在其中谈到了内存保护、虚拟化之类的细节，充分表明汽车市场于imagination的价值。
汽车部分最后值得一提的，除了座舱的图形化计算需求之外，adas也是imagination gpu的目标应用，毕竟gpu这种具备高度并行计算能力的芯片天然地也很适合做adas工作流加速。bxs-32-1024核心规格(1-4核，32-128ppc像素填充率，fp32 1-4tflops@1ghz)提供adas不同等级的算力需求。这方面的宣传也同样体现出imagination对于图形和计算加速两个市场都要做的计划和方向。
至此，我们大致瞥见了imagination在桌面、数据中心、汽车这三大市场的布局及预期，整体目标还是相当明确的——这些也是james展望潜力市场时谈到的几个组成部分。而大规模市场布局，这里还没有展开的大概就是手机了。
我们对于imagination现阶段在智能手机市场的发展情况不甚明朗。不过在前两年imagination与苹果再度携手以后，今年苹果a17 pro和m3系列芯片的发布，就有不少人猜测苹果的gpu光线追踪实现，可能包含了imagination的技术。在a17/m3的逆向结果出来以前，大概都只能说这是个猜测。
james当然无法向我们透露imagination与苹果的合作细节，不过他说苹果能够在芯片层面支持光线追踪，对于整个社区及光追生态的发展来说都是个好事，因为这会加速光线追踪于移动市场的普及。今年arm、高通等市场参与者普遍发布了自家的光追解决方案，但james仍然坚信imagination的光追ip是市场中最为出色的，主要还是体现在更全面的加速方案上，包括我们此前多番解释过的bvh处理加速，以及具备相干性的光线做分组以提升效率。
“我觉得苹果开创了移动游戏的新时代，因为这会推动光线追踪。”而这对imagination的gpu ip在手机上的应用应当也会起到客观上的推动作用，毕竟imagination是移动领域最早推光追技术的企业。随游戏引擎、图形api这类中间件对于光线追踪开发生态的普及，以及硬件层面的支持跟进，james仍然十分看好imagination在手机gpu市场的未来。“光线追踪生态还在开发中，现在还没有那么多手机及应用用上光线追踪。”这个市场自然还有着巨大的发展空间。
3、走向更多样性的市场以往我们介绍img gpu ip的文章，多次提过img架构在设计上相对松散、去中心化的结构，提升了同架构的规模与算力可伸缩性(scalability)，则一个gpu架构覆盖从嵌入式aiot应用、手机、pc、汽车，到数据中心的各种应用也就成为可能。
可能很多人不知道，此前阿里巴巴推向市场的risc-v 基于平头哥曳影1520)就是基于img bxm-4-64。这是imagination现阶段ip应用覆盖多样化的一个表现。真正体现这种伸缩性，往“缩”方向去的，就在最后一位字母为m和e的ip产品上——比如bxm就属于“medium，中端”市场定位，bxe则为“entry，入门级”市场定位。
目前“m”定位产品中最新的cxm，是img c系列中定位消费电子设备，诸如可穿戴、数字电视等产品中的。这类设备内的gpu普遍不怎么受普罗大众关注，大概是因为它们的算力需求远不像前面提到的几个那么大。但智能手环、智能眼镜、智能电视等诸多智能家居产品上的gui需求又是实打实的，有时可能还需要ai计算参与：据说电视操作界面现在都有hdr gui的需求。
今年embedded world 2023大会上，img gpu的身影就体现出了这类型的应用，包括赛昉科技星光2、阿里巴巴曳影1520开发板上的展示，一方面大概是为了体现img gpu ip与risc-v的适配，另一方面也表现了imagination在这一市场上的活跃。
giga genie 3，去年的数据就显示，当时这款产品在韩国的出货量已经达到了310万台
这里我们列举几个其gpu ip在智能家居、可穿戴、影音设备中的实际应用，比如说韩国市场上的u+tv soundbar，lg u+在运营的——这款音箱所用芯片中的gpu是来自powervr series9xe系列的产品，还有lg u+的uhd4机顶盒、giga genie 3智能音箱、askey omniedge智能标牌等等产品也是同款gpu ip——这几款产品主要都面向韩国市场。
今年realtek和imagination合作，推出了基于img bxe-4-32 gpu 的soc rtd2885n，用于支持图像压缩的数字电视dtv，另外亚马逊fire tv stick 4k电视棒和今年市场上很有趣的一款游戏掌机retroid pocket 3采用展锐虎贲t310，这些产品也都是采用了powervr gpu。imagination官网还特意写了个关于retroid pcket3的上手体验文章。
retroid pocket 3掌机
如此，我们相信imagination在万物互联时代的形象基本也就勾勒起来了，也能够清晰地展现imagination和其上个世代策略上的差异，以及过去的营收增长都是怎么来的。看起来一个gpu架构覆盖嵌入式应用、手机、pc、汽车、数据中心的方案，并不只是简单说一说。
而且我们此前很好奇，imagination被凯桥资本收购以后的国际化之路是否还顺畅。就单是嵌入式应用中的产品分布，多少也能看出imagination的市场分布广泛。实际上james告诉我们，目前imagination的三大市场在中国、美国、其他亚太地区(如韩国、日本等)。“中国当然是我们非常重要的市场”，但与此同时“我们的业务多方扩展，并不存在某个单独的市场一家独大的，几大市场应该说相对平均。”
4、潜在的边缘与ai市场在现有多样化的市场上应用ai技术不仅是现下的趋势，也恰好是imagination的强项。从技术潜力角度来看，“我认为边缘的ai计算将来会无处不在。”“我不确定ai能不能归类为一个应用，但很显然ai是能够帮助我们构建一系列新型应用、满足需求的工具。”james说，“imagination就是一家能够加速并帮助这个工具做部署的企业。”“ai不光是计算的工具，现在也来到了图形领域——比如场景的upscale和修改。”
基于数据中心的ai训练场景基本已经处于一家独大的局面，imagination这样的市场角色着眼在边缘ai也是相当易于理解的。“边缘ai和数据中心的ai还是很不一样，边缘ai存在不少限制，比如成本、内存带宽、功耗。”“边缘ai未来之所以会变得重要，在于人们需要安全、隐私、低延迟，而且他们并不总是能够保证实时连接到云上。”
因此，“imagination目前需要强有力的生态系统，我们会用开放标准、开源软件，介于共同的标准来建立通用的开源软件栈。”james在谈到边缘ai的生态构建时说，“我们在为这样的生态做贡献。当然为了更高的效率和性能，我们也会增加一部分我们自己的专用代码，包括底层驱动、某些库。”
“imagination是uxl(unified acceleration foundation)的委员会创始成员之一。uxl是linux foundation的一部分，源自于oneapi。我们作为创始成员，期望把开放标准带进框架中，大家可以一起来做贡献，共同将生态做大。”这应该能称得上是imagination协同所有ai市场参与者做未来布局的前瞻性规划了。显然imagination发展的下一步大方向是朝着边缘ai而去的。
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1、gpu ip供应商的转身去年10月，我们撰文《img powervr架构30年(上)：从世嘉游戏机，到芯动桌面显卡》回顾了过去30年，imagination的gpu ip——也就是powervr架构的演变史。文章的下篇我们一直都没有动笔——其实就如上篇谈到的，以被凯桥资本收购为转折点，不仅是powervr这样一个架构或技术，imagination这家公司本身也是步入了新纪元的。而要理解当代的imagination，我们大概可以从两个角度来观察。
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另外从某一类处理器ip，转向更全品类的处理器ip，似乎是现在不少主流ip供应商的常规思路：无论是为了构建起更稳固的生态；还是处理器之间实现更高效的协作，从系统层面提升效率；这种趋势可以认为是“后摩尔时代”的某种写照。“不同的ip都有自己需要扮演的角色。”james谈到。
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2、imagination在手机之外，还有哪些市场?大部分关注imagination的读者，先期普遍是因为imagination在手机gpu领域的高知名度。不过现在的手机市场已经和过去大不一样了，不仅是gpu ip再度走向分散，还在于手机市场的整体下行。这大概也是一些人不理解imagination营收增长的根本所在。
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james当然无法向我们透露imagination与苹果的合作细节，不过他说苹果能够在芯片层面支持光线追踪，对于整个社区及光追生态的发展来说都是个好事，因为这会加速光线追踪于移动市场的普及。今年arm、高通等市场参与者普遍发布了自家的光追解决方案，但james仍然坚信imagination的光追ip是市场中最为出色的，主要还是体现在更全面的加速方案上，包括我们此前多番解释过的bvh处理加速，以及具备相干性的光线做分组以提升效率。
“我觉得苹果开创了移动游戏的新时代，因为这会推动光线追踪。”而这对imagination的gpu ip在手机上的应用应当也会起到客观上的推动作用，毕竟imagination是移动领域最早推光追技术的企业。随游戏引擎、图形api这类中间件对于光线追踪开发生态的普及，以及硬件层面的支持跟进，james仍然十分看好imagination在手机gpu市场的未来。“光线追踪生态还在开发中，现在还没有那么多手机及应用用上光线追踪。”这个市场自然还有着巨大的发展空间。
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而且我们此前很好奇，imagination被凯桥资本收购以后的国际化之路是否还顺畅。就单是嵌入式应用中的产品分布，多少也能看出imagination的市场分布广泛。实际上james告诉我们，目前imagination的三大市场在中国、美国、其他亚太地区(如韩国、日本等)。“中国当然是我们非常重要的市场”，但与此同时“我们的业务多方扩展，并不存在某个单独的市场一家独大的，几大市场应该说相对平均。”
4、潜在的边缘与ai市场在现有多样化的市场上应用ai技术不仅是现下的趋势，也恰好是imagination的强项。从技术潜力角度来看，“我认为边缘的ai计算将来会无处不在。”“我不确定ai能不能归类为一个应用，但很显然ai是能够帮助我们构建一系列新型应用、满足需求的工具。”james说，“imagination就是一家能够加速并帮助这个工具做部署的企业。”“ai不光是计算的工具，现在也来到了图形领域——比如场景的upscale和修改。”
基于数据中心的ai训练场景基本已经处于一家独大的局面，imagination这样的市场角色着眼在边缘ai也是相当易于理解的。“边缘ai和数据中心的ai还是很不一样，边缘ai存在不少限制，比如成本、内存带宽、功耗。”“边缘ai未来之所以会变得重要，在于人们需要安全、隐私、低延迟，而且他们并不总是能够保证实时连接到云上。”
因此，“imagination目前需要强有力的生态系统，我们会用开放标准、开源软件，介于共同的标准来建立通用的开源软件栈。”james在谈到边缘ai的生态构建时说，“我们在为这样的生态做贡献。当然为了更高的效率和性能，我们也会增加一部分我们自己的专用代码，包括底层驱动、某些库。”
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