编者按：日前， Imagination Technologies宣布推出一款用于车载智能和交互的汽车图形处理器（GPU） IP产品 DXS 。全新的DXS是一款可扩展、灵活的GPU IP产品，专为处理驾驶舱、信息娱乐和高级驾驶辅助系统中的图形和计算工作负载而打造。除了计算性能有了令人惊叹的进步外，DXS在分布式安全性方面的创新实践更是引人关注，它完美地消除了实现ASIL-B等级功能安全的额外开销。

　　众所周知，汽车芯片市场过去一直由传统的芯片玩家把持，但是随着汽车电气化、智能化程度越来越高，越来越多的汽车OEM和ODM开始涉足这一市场，传统芯片厂商提供的产品无法满足汽车厂商制造具务独特功能的差异化整车需求，因此汽车厂商开始下场投资，设计开发自有的汽车核心芯片。

　　在过去的十年里，汽车数字驾驶舱、全宽仪表盘显示屏和后排娱乐屏幕提供了类似智能手机的视觉体验。因Imagination在3D图形性能、灵活的多任务处理和强大的安全性方面的出色表现，使其IP产品在汽车应用领域受欢迎程度迅速攀升，成为汽车领域领先的GPU IP供应商。

　　Imagination此次推出的全新DXS GPU 产品的三大亮点令人惊喜：一是其峰值性能比Imagination上一代汽车GPU提高了50%，可扩展至192 GPixel/s、6 TFLOPS和 24 TOPS；二是计算工作负载性能提升多达十倍；三是引入创新的分布式功能安全机制，以最小的开销实现ASIL-B等级功能安全 。

图形渲染和计算性能双突破

　　现今已进入了软件定义汽车的时代，硬件设计需要具有长期属性，这促使硬件设计人员去选择灵活且可编程的处理器——这些处理器不仅可以处理当前的人工智能工作负载，而且还能适应未来出现的新需求。因此，汽车用GPU不仅需要强大的图形图像渲染能力，同时也要具备强大的计算能力。

　　据Imagination产品总监章政介绍，Imagination DXS GPU可支持一辆汽车的所有图形和计算要求，算力可从单核0.25 TFLOPS的配置，扩展到1.5 TFLOPS的处理能力，这意味着该处理器的峰值性能比Imagination上一代汽车GPU IP提高了50%。

Imagination产品总监章政

　　由于它采用了在D系列PowerVR架构中引入的相关特性，如流水线数据主控和2D双速纹理处理，从而在性能效率上比上一代汽车GPU IP提高了20%，并确保其在实际基准测试中的表现优于竞品IP内核。 

与此同时，DXS针对下一代车辆智能所需的计算工作负载进行了优化，如计算机视觉和数据处理。通过将DXS的基础硬件与新增的FP16流水线和一组新的计算库及AI工具包相结合，用户可以在计算工作负载方面实现比上一代产品高达十倍的性能提升。

第一款带有“分布式安全机制”的处理器

　　在此之前， 汽车厂商在实现功能安全时普遍采用的是“双核锁步法”和“负载重复法”，但这两种方法都需要牺牲硅片面积和负载性能。双核锁步法，硅片面积增加100%；以及工作负载重复法，安全工作负载性能减半。

　　现在，采用了全新的“分布式安全机制”解决方案使DXS在性能、功耗或面积（PPA）开销远小于上述两种方法的情况下，实现了ASIL-B功能安全。分布式安全机制利用了当今处理器固有的并行性，以及任何线程都不会被完全利用的事实，将这些线程组合成对，并在空闲时注入安全测试，从而在ASIL标准设定的时间范围内识别故障。因此，分布式安全机制对GPU性能的影响几乎为零，而面积代价极低，估计仅为10%。 

　　据章政介绍，采用分布式安全机制是一种更为智能的方法，通过设计实现处理核心的内在安全，而不仅仅是依赖于传统的DCLS（双核锁步）方法，虽然后者在某种程度上较为稳健，但在面积效率上却并不理想。

　　这种方法的结果是，可以在几乎不增加面积开销的情况下维持性能目标，同时保持安全完整性。此外，它消除了对复杂、繁琐且经常无效的软件测试库的需求，简化了更广泛的系统集成要求，从而总体上大幅降低成本。

　　更重要的是，这些安全机制具有足够的灵活性和可扩展性，能够支持混合关键性系统，并且为实现高可用性的ASIL-D级别设备或等效安全标准提供了一条清晰路径。

 全新计算库和人工智能工具包

　　与硬件同时开发的还有一套新的计算库（imgBLAS、imgNN、imgFFT），它们可帮助软件开发人员实现高达80%的GPU利用率。这也将加速常见计算工作负载的处理，如计算机视觉和ADAS系统感知数据的预处理和后处理。 

　　这些库与新的参考工具包（oneAPI和TVM）相结合，创建了一个基于开放标准的实用软件栈，软件开发人员可以利用该软件栈轻松地将其计算应用移植到基于Imagination IP的硬件上，并最大限度地提高其性能。 

丰富的软件生态

　　Imagination的汽车GPU支持OpenGL® ES、Vulkan®、OpenGL®和OpenCL™。它们可运行流行的汽车操作系统，如QNX和Green Hills软件公司的INTEGRITY RTOS，以及Linux和Android。基于硬件的虚拟化技术使Imagination GPU能够同时运行多达八个操作系统，并通过完全的内存隔离，实现完全安全的GPU多任务处理。Imagination与全球领先的安全关键型图形和计算软件驱动程序和库构建者和提供商CoreAVI合作开发安全关键型驱动程序，从而为Imagination GPU提供OpenGL SC和Vulkan SC支持。

　　“随着汽车的自主化程度越来越高，人们更加重视汽车能够以适当的方式去检测和处理故障的能力。”章政表示，“Imagination能够通过全面覆盖了硬件和软件的完整安全性工具包，来满足汽车行业的复杂要求。”