PowerVR

PowerVR是Imagination Technologies旗下的一个技术品牌和部门，专注于图形处理、视频加速、图像处理以及人工智能加速器知识产权。PowerVR并非主要销售成品显卡，而是开发处理器架构、软件栈、专利和可授权的集成电路模块，半导体公司可将其集成到片上系统设计和其他产品中。 该品牌起源于VideoLogic（后来成为Imagination Technologies），当时正值消费级3D图形早期扩张时期。其最初的雄心是在桌面个人电脑图形领域以不同于当时竞争对手的方式竞争。PowerVR的核心创新是分块延迟渲染。该架构不是立即对每个提交的多边形进行着色，而是将帧划分为多个块，确定每个块中可见的几何体，并延迟昂贵的纹理和着色操作，直到可以剔除隐藏表面。这可以减少外部内存流量，提高渲染效率，尤其是在带宽或功耗受限的系统中。 早期的PowerVR产品包括Midas3和PCX加速器，随后是PCX1和PCX2系列，通过VideoLogic Apocalypse 3D、Apocalypse 3Dx和Matrox M3D等产品出售。这些产品定位为相对实惠的3D附加解决方案，在某些配置中利用主机现有的2D图形内存。随着Direct3D和OpenGL等API变得越来越重要，以及竞争对手围绕日益强大的硬件进行整合，早期的桌面市场迅速变化。因此，PowerVR将其重点扩展到传统PC扩展卡之外。 一个重要的转折点是PowerVR2，它被选用于世嘉的Dreamcast主机，也用于世嘉Naomi街机平台。尽管PC版本后来才推出，市场影响较小，但主机设计证明了PowerVR渲染模型适用于专用消费电子产品系统。随后的桌面产品包括由意法半导体制造的KYRO系列。KYRO和KYRO II在选定的工作负载中可能与更昂贵的图形处理器竞争，但缺乏硬件变换和光照以及3D游戏的快速演变限制了它们的长期地位。 PowerVR最持久的商业角色出现在移动和嵌入式系统中。MBX系列专为低功耗设备设计，并授权给包括德州仪器、英特尔、三星、NEC、恩智浦、瑞萨、飞思卡尔、Marvell等在内的半导体制造商。PowerVR图形核心出现在智能手机、掌上电脑、平板电脑、便携式游戏系统、机顶盒和其他嵌入式产品中。后来的SGX系列为众多移动片上系统系列提供了可编程图形能力，并用于与苹果、英特尔、德州仪器、三星、索尼、诺基亚、黑莓等设备生态系统相关的产品中。 该产品组合随后扩展到图形之外。PowerVR技术包括用于视频编码和解码、图像处理、虚拟化以及通过OpenGL ES、OpenVG、OpenCL、DirectX和Vulkan等标准和API进行加速的硬件和软件（在相关世代中）。Wizard系列添加了专用光线追踪硬件以支持混合渲染，而神经网络加速器系列将该品牌扩展到机器学习推理领域。因此，PowerVR主要作为一个国际B2B半导体IP平台运营，其市场存在通常通过被许可方的芯片和设备可见，而不是通过PowerVR品牌的零售产品。

PowerVR由VideoLogic（Imagination Technologies的前身）开发，作为消费级3D图形的一种独特方法。其定义性方法——分块延迟渲染——将图像划分为矩形区域，并在执行最昂贵的着色和纹理处理之前为每个区域构建可见性列表。通过将块保留在快速本地内存中并避免对隐藏在其他几何体后面的表面进行工作，该设计可以减少内存带宽需求。随着图形从桌面附加板转向功耗受限的电子产品，这一特性尤其有价值。 第一代主要面向PC市场。VideoLogic的Midas3可用性有限，而单芯片PCX1和PCX2通过零售和OEM板卡销售，包括Apocalypse 3D、Apocalypse 3Dx和Matrox M3D。这些产品在选定的游戏中提供了有竞争力的价值，并能以有吸引力的分辨率渲染，但随着市场围绕Direct3D、OpenGL以及竞争对手加速器日益复杂的特性集而整合，兼容性和功能广度各不相同。 PowerVR2代表了一个重要的主机里程碑。世嘉在内部评估了Saturn的可能继任者后，选择了该架构用于Dreamcast。NEC制造了该图形技术，与负责几何处理的日立SH-4处理器配对。同一基本图形系列也为世嘉Naomi街机系统提供动力。后来的PC实现Neon 250在主机版本之后进入市场，与NVIDIA和3dfx的当代板卡竞争，但并未扭转桌面市场的整合。 第三代由意法半导体的KYRO系列代表。KYRO使用重新设计的双流水线架构，并提供多纹理、凹凸映射、抗锯齿和过滤等功能。KYRO II在选定的基准测试中可能比更昂贵的产品表现强劲，但其缺乏硬件变换和光照随着游戏围绕该功能设计而变得越来越重要。计划中的KYRO II SE以样品形式到达评测者手中，而随后的KYRO III在意法半导体关闭其图形业务后被搁置。 战略重心随后转向移动和嵌入式图形。MBX和MBX Lite专为集成到低功耗片上系统产品而设计，Lite版本优先考虑降低能耗。被许可方将核心集成到用于手机、PDA、便携式媒体产品、机顶盒和其他嵌入式系统的芯片中。PowerVR图形出现在早期iPhone和iPod touch世代、诺基亚和摩托罗拉产品以及多个德州仪器、英特尔、三星和恩智浦平台等设备中。 SGX将技术扩展到可编程移动图形，支持当代版本的OpenGL ES和DirectX，并出现在许多移动处理器中。Series5和Series5XT系列用于包括苹果A4设备、TI OMAP平台、英特尔Atom移动平台、三星应用处理器和索尼PlayStation Vita在内的产品。后来的PowerVR世代扩展了对图形、视频、图像处理、虚拟化和计算API的支持。Wizard系列添加了专用光线追踪硬件，而NNA系列则针对神经网络推理。因此，PowerVR的现代身份是IP许可方，服务于移动、嵌入式、汽车、消费和其他计算市场的半导体和设备制造商。

• 2001

  KYRO II刷新版出现

  [1]PowerVRen.wikipedia.org

  KYRO II提高了时钟速度，并在选定的测试中与价格更高的当代PC GPU竞争。

• 2000

  KYRO系列发布

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  意法半导体将PowerVR3 KYRO系列带入PC图形市场。

• 1998

  PowerVR2进入世嘉Dreamcast

  [1]PowerVRen.wikipedia.org

  PowerVR2成为世嘉Dreamcast主机及相关Naomi街机平台的图形处理器。

• VideoLogic开发PowerVR架构

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  该技术起源于VideoLogic内部，作为一种基于分块延迟渲染的3D图形架构。

• MBX将PowerVR扩展到嵌入式系统

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  MBX系列确立了PowerVR作为广泛授权的低功耗图形架构，用于片上系统设计。

• SGX成为主要的移动GPU系列

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  SGX核心出现在众多移动处理器和来自主要半导体和电子公司的便携式设备中。

• Wizard添加硬件光线追踪

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  Wizard系列引入了固定功能光线追踪单元，用于混合渲染架构。

一个可授权的、能效高的图形和异构计算IP平台，强调分块渲染、带宽效率、嵌入式集成、广泛的API支持以及可配置的半导体设计。

• 桌面3D图形加速器

  PowerVR PCX1和PCX2

  用于基于PCI的PC图形板的早期单芯片PowerVR加速器。它们定位为面向价值的3D产品，并使用分块延迟渲染来减少一些内存带宽需求。PCX2比PCX1提高了时钟速度、驱动功能和过滤，并出现在Matrox M3D和VideoLogic Apocalypse 3Dx等板卡上。

• 主机和街机GPU · 1998

  PowerVR2

  用于世嘉Dreamcast和世嘉Naomi系统的第二代架构。它将几何处理与渲染分离，使用主机的SH-4处理器进行变换和光照工作，而PowerVR2处理分块光栅化和相关图形任务。

• 桌面图形处理器 · 2000

  KYRO和KYRO II

  基于第三代PowerVR的意法半导体生产的桌面GPU。它们面向预算和中端板卡，提供强大的图像质量和带宽效率特性，但缺乏硬件变换和光照成为劣势，因为PC游戏越来越需要该功能。

• 嵌入式移动GPU IP

  PowerVR MBX

  专为集成到移动和嵌入式SoC而设计的低功耗图形核心系列。MBX和低功耗的MBX Lite被授权给众多半导体制造商，并出现在手机、PDA、机顶盒和其他受限设备中。

• 可编程移动GPU IP

  PowerVR SGX

  广泛授权的可编程图形系列，支持基于着色器的渲染和移动图形API。SGX核心被集成到用于智能手机、平板电脑、便携式游戏系统、媒体设备和基于英特尔Atom的移动平台的处理器中。

• 现代GPU IP

  PowerVR Rogue和Furian

  后来的PowerVR图形架构，旨在跨移动、嵌入式、汽车和消费半导体产品进行可扩展集成。它们扩展了品牌对可授权、能效高的GPU设计的关注，而不是零售显卡。

• 光线追踪GPU IP

  PowerVR Wizard

  一个图形系列，结合了专用光线追踪单元和传统渲染能力。它旨在支持混合图形工作负载，其中光栅化和光线追踪可以结合。

• AI加速器IP

  PowerVR神经网络加速器

  PowerVR的神经网络加速器系列，用于机器学习推理。NNA将产品组合从图形扩展到专用人工智能计算，用于嵌入式边缘设备。

• 1998

  通过Dreamcast进入主机市场新品

  背景

  世嘉正在寻找Saturn的继任平台，并评估了竞争图形设计。

  采取的行动

  PowerVR2被选用于Dreamcast，随后用于Naomi街机系统。

  后续影响

  该设计获得了高知名度的消费主机部署，并证明了分块延迟渲染在PC附加板市场之外的适用性。

  来源

• 从桌面图形板转向可授权的嵌入式IP战略

  背景

  快速的整合以及API和功能要求的变化使得桌面3D加速器市场对较小的架构变得困难，而移动和嵌入式设备则创造了低功耗图形的需求。

  采取的行动

  PowerVR将其重点从PC附加板扩展到半导体制造商可以集成到片上系统设计中的IP模块。

  后续影响

  许可模式成为PowerVR在手机、平板电脑、便携式游戏机、机顶盒和其他嵌入式产品中存在的基石。

  来源

• 将产品组合扩展到视频、成像和AI加速战略

  背景

  现代SoC除了传统图形外，还需要多个专用处理模块。

  采取的行动

  PowerVR在其图形产品组合中增加了视频编解码器、图像处理、虚拟化、光线追踪和神经网络加速器技术。

  后续影响

  该品牌成为面向嵌入式半导体客户的更广泛的异构计算IP产品。

  来源

1. 1PowerVRen.wikipedia.org
2. 2Imagination Technologiesimaginationtech.com