Az Imagination az előző év februárjában leplezte a PowerVR GPU IP sorozat Series8XE családját, amelyet az idei CES-en követett egy kibővítés is. Most azonban egy komolyabb bejelentéssel állt elő a cég, amelynek kapcsán megismerhettük végre a PowerVR Series8XT sorozatot. Ez már nem az eredeti Rogue architektúrát használja, hanem annak az átdolgozott, Furian kódnevű változatát. Itt az alapok megegyeznek, tehát az Imagination nem tervezte újra az eredeti rendszert, csak éppen alaposan modernizálta a kor igényeinek megfelelően.
A legfőbb változás a multiprocesszorokat éri, ezek ugyanis alaposan módosultak. Egyrészt az utasításarchitektúra módosult, jobban mondva megváltozott, vagyis új utasítások váltak elérhetővé, illetve elavult vagy nem használt utasítások tűntek el. A GPU-k piacán az efféle változások folyamatosak, hiszen fel kell készülni a jövőbeni igényekre. Másrészt módosult a multiprocesszor szerkezete. A korábbi Rogue architektúrában egy ilyen egység három nagy részre volt osztható. Volt benne egy fő ALU futószalag, amely két darab FP32-es ALU-t tartalmazott. Ezt egészítették ki az alternatív ALU futószalagok, amelyekből kettő volt, és az egyik két darab FP16-os, míg a másik a két FP16-os ALU mellett speciális funkciókat elvégző egységet is tartalmazott. Végül voltak a regiszterek, a lokális memória a helyi adatmegosztásra, illetve a külső egységek bekötésére szolgáló interfész.
A Furian architektúrában az eredeti multiprocesszor az ALU-k tekintetében módosult. A fő ALU futószalag. továbbra is két darab FP32-es ALU-t tartalmaz, de amíg a Rogue architektúrában ezek egyenértékűen órajelenként egy MAD (szorzás-összeadás) utasítást hajthattak végre, addig a Furian esetében csak az egyik ALU képes egy MAD-ra, míg a másik ALU már csak MUL (szorzás) utasítást tud kezelni. Első olvasatra ez negatív változásnak hangzik, és valójában az is, hiszen az Furian multiprocesszorának fő futószalagja elvesztette a Rogue architektúrában megtalálható elméleti számítási teljesítményének a negyedét, viszont az tényleg csak az elmélet. A gyakorlatban azt is figyelembe kell venni, hogy a futtatott programokban több a szorzás operáció, mint a szorzás-összeadás vagy esetleg az összeadás, tehát effektíve a Rogue architektúra eléggé ritkán tudta kihasználni azt, hogy a fő futószalagon két darab MAD utasításra képes FP32-es ALU található. Itt kritikus tényező ugyanis, hogy a programozó találjon egy párhuzamosan lefuttatható operációt a kódban, és igen ritka, hogy egy MAD mellé még egy MAD befogható legyen. Ezzel szemben a MAD utasításra képes ALU jóval több energiát igényel, mint egy csak MUL utasítást kezelő opció, vagyis a rendszer energiahatékonysága inkább romlott ettől a lehetőségtől.
[+]
A Furian multiprocesszora tehát elméletben kevesebbre képes, mint a Rogue multiprocesszora, viszont a gyakorlatban energiahatékonyabban működik, miközben lényeges teljesítményromlás nem lesz tapasztalható, az aktuális programozói szokások és a megírt kódok jellemzői miatt. Az energiatakarékos működés pedig igen fontos egy ultramobil fejlesztésnél, tehát nem meglepő, hogy az Imagination a robusztus dizájn helyett inkább az okos irányba lépked.
A multiprocesszoron belül az alternatív ALU futószalagok is átdolgozásra kerültek. Egyrészt ezekre is igaz lesz a Furian fő futószalagjában bevetett újítása, másrészt függetlenítve lesznek a fő futószalagtól, tehát párhuzamosan is képesek egymás mellett működni, ami növeli a rendszer általános hatékonyságát. Főleg az ultramobil piacon, ahol az FP16-os operációk eléggé elterjedtek. Mindemellett javult a helyi adatmegosztásra szolgáló lokális memória kezelése is. A multiprocesszoron kívüli egységek tekintetében megújult a DMA futószalag, illetve a textúrázó blokk, amely négy minta helyett már nyolc mintával tér vissza.
Persze az Imagination arra is gondolt, ha a megrendelő maximalista, és nem szereti az efféle trükkös megoldásokat. Bár a nyers elméleti tempó negyedével esett, a Furian architektúrán belül, már nem csak 16, hanem 32 multiprocesszor is építhető egy klaszterbe. Így elméletben is előnye van a rendszernek, gyakorlatban pedig pláne. Ugyanakkor az Imagination utalt arra, hogy a Furian esetében 16-nál kevesebb klasztert lehet használni, de a pontos adatott nem árulták el. Igazából ez nem is annyira fontos, mert a legtöbb megrendelő sosem igényli a teljes kiépítést, az ugyanis arányaiban annyira sokat fogyaszt, hogy a készülő lapka nem lenne jó az ultramobil eszközökbe.
A Furian fontos tulajdonsága még, hogy az Imagination eléggé elindult a compute irányába. A megújult architektúra támogatja az OpenCL 2.0-t, ezen belül is a Full Profile-t, valamint a Vulkan API-t. Emellett természetesen az OpenVX és az OpenGL ES aktuálisan legújabb verziói sem okoznak gondot. A compute irányba való lépegetés a cég szerint két tényező miatt fontos. Az ultramobil piacon egyre több beágyazott alkalmazás használja valamire a GPU általános számítási kapacitását. Az iparág iránya itt egyértelmű, mivel a CPU-k nem fejlődnek elég gyorsan, illetve a fixfunkciós egységek csak addig kedvezők, amíg radikálisan jobban teljesítenek az alternatíváknál, de a lapkaterület is véges, azaz nem lehet minden problémát célhardverrel kezelni. Ezek miatt egyre több ultramobil eszközöket gyártó cég dönt úgy, hogy a GPGPU-t veszi elő, mert a CPU-nál hatékonyabb, és maga a hardver már ott van a lapkában, tehát tulajdonképpen csak a szoftvert kell rá megírni. Mindemellett a játékok piacán is arra számít az Imagination, hogy a compute shaderek száma nőni fog, ami tulajdonképpen logikus. Nem mellesleg a népszerű videojáték-motorok fejlesztői a Vulkan elérhetősége miatt azt tervezik, hogy az új lehetőségeket kihasználva a PC-t és az ultramobil piacot is egy modernizált leképezővel fedik le, hiszen a legújabb ultramobil GPU-k tudása már lényegében elérte a PC-s társak szintjét. Ezzel az ultramobil piacra rászakadhat rengeteg már megírt compute shader, ami igazolná az ultramobil GPU-kban érdekelt gyártók compute irány felé való elmozdulását.
[+]
A Furian a fentiek mellett egyénileg is kiterjeszthető, vagyis a megrendelő egyéni hardverelemekkel egészítheti ki a dizájnt. Erre korábban is volt lehetőség, de nem sokan éltek vele, mert eléggé nehézkes volt a kivitelezése. Az Imagination ezt az új konstrukciójában leegyszerűsítette, így az új hardverelemek feltűzhetők a fabric interfészre, a firmware processzor segítségével pedig vezérelhetők. Ezzel akár reális lehetőség is lehet a megrendelők számára a saját tervezésű, vagy harmadik féltől származó IP-k, azaz szellemi tulajdonok beépítése.
Az Imagination Furian dizájnja már igényelhető a partnereknek. A cég az ultramobil GPU-k piaca mellett szokás szerint célozza a beágyazott megoldások piacát, illetve nagyon koncentrálnak a mobil VR platformokra is. Persze a tervezéshez idő kell, így Furian dizájnnal rendelkező lapkát reálisan két év múlva láthat majd a piac.
