LG成ARM Cortex A50首席合作伙伴，意在GPU？

　　北京时间5月28日晚间消息，芯片设计公司ARM本周宣布，LG将成为Cortex A50系列芯片的首席合作伙伴。

　　ARM Cortex A50系列芯片可能是该公司到目前为止最重要的设计，采用了支持64位技术的ARMv8架构。A50系列芯片将包括Cortex A57和下一代的Mali GPU（图形处理单元）。

　　ARM表示，该公司与LG之间的协议意味着LG将可以提供一系列片上系统（SoC）芯片，同时也可以更好地利用ARM下一代Mali GPU的GPU运算功能。

　　LG高级副总裁Bo-ik Sohn表示：“随着解决方案从32位向64位的转移，CPU和GPU之间的紧密互动正越来越重要。Full Profile GPU Compute和ARM Big Little的结合将成为我们设备整体性能和功能的关键发展动力。”

　　ARM Cortex A50芯片预计最初将应用于平板电脑和服务器，而对64位的支持将使开发者可以配置超过4GB内存，而不必使用物理地址扩展（PAE）技术。从ARM获得授权的公司已着手开发基于Cortex A50的产品，预计首款产品将于今年晚些时候面市。

　　目前尚不清楚，LG成为Cortex A50的首席合作伙伴是否意味着该公司试图在服务器芯片市场挑战三星，但可以预计LG未来将推出64位的消费类电子产品。



　　GPU IP成为行动SoC差异化关键

　　随着半导体制程进展到28/20奈米世代，制造与设计能力间的落差也越来越大。晶片设计人员为了能在最短时间内将更多样的功能整合到系统单晶片 (SoC)中，采用第三方业者提供的矽智财(SIP)，而非自行开发，已逐渐成为一种趋势。透过运用高品质、完整的第三方IP解决方案，晶片设计人员能将资源专注于开发具差异化特性的产品，包括连结各种IP模块的设计方式。因此，这已使得SIP市场近年来成长的快速。

　　根据研究机构Markets and Markets发布的数据，全球SIP市场营收预计将从2012年的25亿美元到2017年成长到57亿美元，年复合成长率(CAGR)达14.5%。特别是，在行动装置、各类消费性电子创新设计带动下，处理器IP市场的涨势最高，达21.2%，表现优于整体市场。

　　而在处理器IP中，GPU(绘图处理器) IP由于具备平行处理特性，有更佳的可扩充性，已成为近来推动行动SoC效能提升的重要力量。此外，结合CPU与GPU的异质运算架构，也将能够进一步提升效能与降低功率，将能为新一代SoC设计开启全新机会。

　　附图 : 结合CPU与GPU的架构能进一步提升效能与降低功率

　　全球前20大的领先半导体与OEM业者，包括英特尔、联发科、Sony、三星等知名业者都是采用第三方业者提供的矽智财(SIP)，将其技术应用于行动电话、平板电脑、电视、机上盒和车用电子等各消费性电子产品中。此外，藉由适当的结合IP技术，半导体业者便能推动智慧型手机与平板电脑的创新设计，开发出令人惊艳的使用者介面与绘图功能。

　　全球第三大SIP业者的Imagination Technologies指出，随着消费电子产品越来越有「智慧」，其实背后有赖于多媒体和连接性两项关键技术的推动，而开发出更多样化的先进功能，包括多媒体装置的使用者介面、丰富的绘图功能，以及高品质视讯处理。而在连接性方面，则有定位服务、随选内容、社交网路等功能。

　　该公司表示，更佳的使用者绘图介面(GUI)需要更高的画素处理能力，不仅行动装置，汽车和其他产品也朝此趋势发展，像是数位化仪表板、资通讯娱乐系统，以及后座娱乐装置、多萤幕显示等，都些是靠GPU来实现的。

　　Imagination强调，有效运用CPU、GPU和通讯处理器等不同的处理器不仅已成为推动各类新式应用的重要力量，对于设计方法、制程技术也扮演了重要角色。同时，异质运算将为SoC带来重大变革，为使用者介面、游戏、多媒体等终端应用激发出更多创新功能。

　　以Imagination所提供的SoC IP组合来说，包括PoweVR绘图、视讯、显示IP、MIPS CPU IP、创新的Ensigma通讯IP，以及HelloSoft V.VolP与VoLTE IP、和Flow云端连接性IP解决方案。此外，Imagination在今年初并购MIPS后，强化了其既有的CPU IP产品组合。Imagination原本就已积极开发CPU技术，纳入MIPS后，将更能加速此计划的实现。这项并购行动有助于公司提供更完整的IP解决方案，以满足新一代消费装置的设计需求。

　　移动设备迈向超高清技术　GPU风潮席卷CPU

　　绘图处理器（GPU）在下世代应用处理器设计的重要性大增。随着行动装置迈向大屏幕、2.5K超高解析度，GPU在应用处理器中所扮演的角色已日益突显，因此包括高通（Qualcomm）、联发科及安谋国际（ARM）等大厂近来均积极朝四核心、八核心方向迈进，以提升GPU效能，同时也致力推动异质系统架构（HSA）标準，以激发更多GPU应用潜力。

　　ARM多媒体处理部事业开发经理蔡武男提到，消费者对行动装置影像效能的要求愈来愈严格，因而也带动许多GPU Benchmark跑分程式出炉，藉以评定优劣。

　　ARM多媒体处理部事业开发经理蔡武男表示，GPU每一核心中内含大量运算单元，此架构天生就是用来执行大量画素平行处理，所以在行动装置、PC甚至电视纷纷吹起高解析度设计风潮后，其重要性已逐渐与CPU平起平坐，且近期已跃居应用处理器中占位面积最大的区块，因而成为芯片商增进产品性能的布局重点。

　　目前GPU技术演进大致分成两个方向，首先是提升核心数量并导入更多影像演算法，另外则是与CPU协同运作，藉其平行处理优势分担部分CPU运算任务，并减轻系统延迟问题。蔡武男指出，自去年底以来，市面上已陆续出现搭载四核心GPU的高阶行动装置，如Google Nexus 10平板装置等；随着行动装置显示规格、影像应用功能持续升级，导入八核心GPU的声浪也开始涌现，因此ARM已积极朝八核GPU方案布局。

　　无独有偶，辉达（NVIDIA）今年亦计划将Tegra 4处理器内的GPU核心运算单元推升至七十二个，以满足行动装置导入高动态范围（HDR）成像、WebGL三维（3D）画面呈现等新功能需求；显而易见，GPU核心扩充的脚步比起CPU有过之而无不及。

　　蔡武男进一步分析，GPU的平行处理架构在绘图、画素处理方面的表现大幅优于CPU，加上GPU占位面积不断扩大，芯片商遂希望将更多工作由CPU转移至 GPU上，以提高应用处理器SoC的利用价值，因此，透过异质运算机制，让GPU与CPU协同运作的崭新概念近期在业界已日益受到重视。

　　现阶段高通、超微（AMD）、联发科、Imagination和ARM等大厂已组成HSA基金会，主要目标就是实现GPU、CPU甚至是数字信号处理器 （DSP）之间的分工模式，让各种运算任务以最短、最省电的方式完成。蔡武男指出，GPU、CPU协同运作将是HSA第一阶段的目标，未来将逐步释出相关规范与参考设计，拉拢更多IC设计业者加入；在异质运算架构具备雏形后，下一步则将延伸至电源管理芯片（PMIC）、快取记忆体（Cache）连接架构等系统层级设计规划，扩大HSA标准的涵盖层面。

　　由于GPU功能升级需求殷切，且应用版图不断扩张，近2年ARM的GPU硅智财（IP）--Mali的市场渗透率也跟着三级跳，从2011年的五千万颗出货量，大幅跃升至2012年1亿五千万颗出货。蔡武男透露，2012年ARM已在GPU用量最大的行动装置市场抢下20%的市占率，预估今年的市占表现将明显超出去年。