图芯Vega 3D 技术

Vega系列是图芯推出的最新、最先进的移动图形处理器架构产品。图芯公司经过长达七年的持续改进,累积了超过上百次的成功量产的SOC芯片设计经验,毕数年之功打造了Vega系列。该系列集高性能、全API支持、超低功耗以及高可编程性于一身,性能优异,足以屹立于行业发展的最前沿。和图芯上一代OpenGL ES 2.0的产品相同,使用支持最新OpenGL ES 3.1 APIVega系列产品,系统芯片制造商可以在同样大小的芯片上,获得双倍于其它产品的图形处理性能。芯片厂商也可运用Vega系列的先进架构,采用主流的高性价比的芯片制造工艺,获取与那些采用更昂贵制造工艺的芯片相同的图形处理性能。

 

通过对Google旗下 AndroidChrome平台的优化,Vega系列快速创新的使下一代的3D标准和GPU运算性能能够引入到当代的大众消费产品中。使用Vega系列产品的芯片被证明在业界具有同等条件下硅面积最小、图形性能最优和可扩展性最佳的特点。Vega核心成功的在最小的硅面积上实现支持最新图形标准,从而强化了图芯在当前GPU领域的领先地位。Vega系列3D核心更是适用于多种行业和产品,如物联网行业、可穿戴产品、手机、平板、电视盒子和超清(4K/8K)电视等。

 

无论您是想要一款小面积的单核单着色器的3D核心,还是一款多核多着色器3D核心以提供超强3D及通用图形处理器性能,图芯总有适合您的经市场验证的成熟解决方案。就3D图形处理器而言,我们有以下选项可供您选择:3D单核,内置图形合成处理引擎的3D核心,以及具有完整的通用图形处理器功能、通过图形处理可真实再现逼真画面的3D核心

硬件特性

作为图芯的第四代产品,Vega系列具有独一无二的硬件特性,也是目前市场上最具扩展性的图形处理器方案,高度可编程,同时支持最新的API接口。通过与芯片商,软件开发商,OEM/ODM厂商以及平台商合作,我们将持续提升硬件规格,以保持在全球市场的领先地位。Vega系列的主要特性有:

 

  • 采用ScalarMorphic架构:针对多核图形处理器的扩展及多线程多核异构平台进行了优化
  • 超线程,统一着色器架构:强化图形处理吞吐量,百万数量级线程并行处理,最大程度减少延迟
  • 图芯专利的运算单元:运用于对数运算中,可减小芯片面积、功耗和带宽消耗
  • 快速即时的隐藏表面去除技术,可减少着色器处理时间达约30%
  • 面积最小的可授权核心:拥有单个图形处理器单元芯片面积最小,单位面积上(每平方毫米)图形处理性能最佳的特点
  • 先进的调度器和指令调度单元,以达到更优的着色器负载平衡及资源调配
  • 通过动态调压调频(DVFS)及新开发的低功耗架构增强设计,比上一代GC核心降低65%功耗
  • 图芯Vega专有的无损压缩技术,平均降低芯片带宽达3.2:1,使图形子系统(包括图形处理器、图层合成协处理器、内部互联、内存及显示子系统)运行效率提升
  • 超低功耗:内置节电技术,包括硬件及软件的精细功耗管理了解更多
  • 更清晰的图形质量:高清晰度画面细节、多重抗锯齿(MSAA)和高动态范围(HDR)成像色彩处理技术,带来逼真的画面着色器效果
  • 超大屏显示:4K/8K超大屏解决方案,同时支持多屏显示
  • 系统负荷小:通过增强内存设计、压缩以及降低对CPU的依赖性,来降低带宽
  • 即插即用的集成方式:支持标准ACE-Lite(缓存一致),AXIAHB互连
  • 业界占用内存最小的图形驱动,满足从DDR-cost约束系统到DDR-lessMCU/MPU的图形及运算要求

 

统一的着色器架构

Vega系列3D图形处理器最核心的是:大量平行、超线程、完全可编程的统一着色器。它使用户能体验到3D游戏和立体3D影像。统一着色器执行图形绘制及GPU计算,带给用户有运动特效的逼真的图形渲染、基于手势的自然用户界面、计算机视觉以及增强现实效果。随着图芯核心技术的提升,我们的每一代着色器架构都有着全新的特点,同时也大力推动图形处理性能的提升。这些特点包括

  • 动态可重复配置的着色器,支持单精度、双精度、半精度格式
  • 采用新流水线设计的着色器可运行在1GHz频率,同时能使总功耗更低
  • 流输出几何着色器和多流水线设计,提升芯片对于实景和高动态范围(HDR)成像的图形处理能力
  • 大量并行着色器模块以及多线程设计,消除了图形处理流水线的延迟
  • 支持IEEE 64位双精度(浮点/整型数据)、32位单精度和16位半精度格式的GPU运算和HDR图像
  • 流水线向下兼容软件、应用及API
  • 实现单位芯片面积上,单位功耗(mW/MHz)条件下业内最佳的图形处理及运算能力

强劲的应用支持

让开发者方便的访问高性能着色器而没有编程限制,是降低开发和技术支持费用的关键。图芯的产品架构是经过了大众市场的考验,支持包括游戏、多媒体、浏览器、用户界面和市场细分应用在内的庞大且持续更新的生态系统。我们所有的产品都向后兼容上一代的GPU核心,这保证了使用统一驱动的产品线的连续性。我们的着色器架构支持如下的图形及运算API

  • Khronos API,包括OpenGL ES 3.1/3.0/2.0OpenGL 3.0/2.1OpenVG 1.1OpenCL 1.2/1.1, WebGL, 和OpenVX 1.0
  • Microsoft DirectX 11
  • 可扩展的核心,从10 GFLOPS到超过1 TFLOP的多核GPU版本
  • 高精度流水线,并支持长指令
  • 动态分支及非常数的变量索引
  • 通用图形运算处理器(GPGPU)的3D核心运算功能具有可编程特性,可通过OpenCLGoogle Renderscript进行无限制编程
  • 内置图层合成功能的3D核心,支持全部的2D图层合成API

图芯Vega系列3D芯片

  • GC Nano  – 最小的 OpenGL ES 2.0 Core - 0.5 mm2 in 28nm
  • GC Nano Ultra – 最小的OpenGL ES 3.0 Core - 1.6 mm2 in 28nm
 

  GC Nano

  系列

  GC Nano Ultra

    系列

  GC1000

  系列

 GC2000

  系列

  GC3000

  系列

 GC4000

  系列

  GC5000

  系列

  GC6000

  系列

  GC7000

  系列

  Vega-Lite Vega 1X Vega 2XVega 4XVega 8X
Core Clock in 28HPM (WC-125) MHz 400 400 800 800 800 800 800 800 800
Shader Clock in 28HPM (WC-125) MHz 400 800 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

Pixel Rate
(MPixel/sec, no overdraw)

200 400 800 1600 1600 1600 1600 3200 6400

Triangle Rate
(M tri/sec)

40 80 123 267 267 267 267 533 1067

Vertex Rate
(M vtx/sec)

100 200 500 1000 1000 2000 2000 4000 8000

Shader Cores (Vec 4)
High/Medium Precision

1 1 2 4 4/8 8 8/16 16/32 32/64

Shader GFLOPS
High/Medium Precision

3.2 6.4 16 32 32/64 64 64/128 128/256 256/512
API Support

OpenGL ES 2.0/1.1

OpenGL ES 3.1*/3.0

- Optional Optional

OpenGL 2.x Desktop

OpenVG 1.1

OpenCL 1.2

- Optional Optional

DirectX11 (9_3) SM3.0

- Optional Optional

OpenVX 1.0

- - Optional Optional Optional Optional Optional Optional

Key: ✓  (Supported)   - (Not supported)

                                                寻求更多技术支持

 

*产品是基于已发布的 Khronos OpenGL ES 3.1 标准,预计可通过 Khronos 兼容性测试(CTS)。 目前的兼容性测试结果可在 网站:www.khronos.org/conformance 中找到。