性能、安全全面飙升！Imagination GPU推动车载智能化
在当今这个AI引领的未来汽车行业中，GPU已跃居为核心动力源泉，不仅为自动驾驶技术提供强大的实时数据处理与深度学习模型加速能力，确保车辆能迅速适应复杂多变的道路环境，还在智能座舱中扮演关键角色，通过高精度的图形渲染与沉浸式娱乐体验，重塑了驾驶与乘车的全新感官享受。同时，GPU在新能源汽车中的能源管理优化方面亦展现出重要价值。
这一技术趋势不仅反映了汽车行业对高性能计算需求的激增，也预示着GPU将持续驱动汽车行业向更加智能化、安全化、可持续化的方向迈进。
“Imagination正积极推动汽车行业的技术革新，特别是在车载娱乐信息系统（IVI）和高级驾驶辅助系统（ADAS）领域。随着汽车市场的快速变化和电气化趋势的日益明显，Imagination看到了车载技术需求的显著增长。”谈到汽车领域的发展，Imagination车载GPU产品线的产品管理总监章政这样介绍道。
Imagination是一家总部位于英国的科技公司，专注于创造高性能的半导体知识产权（IP）。Imagination在图形处理单元（GPU）技术领域享誉盛名，其PowerVR系列GPU广泛应用于多种电子设备中，包括智能手机、平板电脑、汽车娱乐系统以及嵌入式系统等。
Imagination在自动驾驶和HMI领域有着深厚的历史积累，持续的技术投入和对汽车架构变革的洞察，使其在车载行业中占据了领先地位，与全球多家车厂、设计公司和汽车供应商合作，推动新产品的研发。
随着用户对车辆更新需求的增长，传统的分布式ECU架构正逐渐向基于中央计算的架构转变，以支持OTA升级和提高用户体验。Imagination通过其创新的技术和解决方案，帮助汽车制造商在电气化和智能化的趋势中保持竞争力，并为消费者提供更安全、更互联的驾驶体验。
在功能安全方面，Imagination也认识到了随着自动驾驶技术的普及，功能安全成为汽车设计中的关键考虑因素。其GPU产品已广泛应用于车载系统中，出货量达到130亿颗，成为车载座舱和infotainment领域的全球领先的IP提供商。可以看到，Imagination正通过其在车载行业的专业知识和经验，推动汽车行业向更智能、更安全的未来发展。
今天的主角，则是Imagination最新的汽车图形处理器（GPU）IP产品——DXS GPU，专为车载智能与交互领域量身定制。DXS GPU是一款高度可扩展且设计灵活的IP解决方案，专为满足驾驶舱复杂多变的图形渲染需求、提升信息娱乐系统的用户体验，并助力高级驾驶辅助系统（ADAS）实现高效计算而精心打造。它完美匹配汽车中央计算的需求，提供高于CPU的计算性能和优于NPU的编程灵活性。
DXS GPU在安全性方面实现了重大突破，引入了多项前沿的分布式安全技术创新。这些创新不仅确保了系统在处理关键任务时的稳健性，还显著降低了在Imagination处理器上实现ASIL-B级别功能安全标准的额外成本和复杂性，能够为汽车制造商和供应商提供更加经济高效、易于集成的安全解决方案。
谈到Imagination的GPU架构为何受到汽车领域的青睐，章政表示：对于汽车领域而言，Imagination的GPU架构可同时满足座舱显示和自动驾驶计算的需求。PowerVR GPU原生支持多达8个虚拟机，能够高效处理车内所有任务，包括高效率的3D渲染和高性能的ADAS算法计算。此外，Imagination与合作伙伴长期投入于功能安全，推出了针对汽车需求的XS产品线，不断提高功能安全效率和等级，遵循严格的V字型研发流程，确保产品质量。
新一代GPU性能提升明显
在性能提升方面，DXS GPU引入了新的SPU单元，提升了硬件性能，峰值性能比上一代提高了50%。它采用了5纳米工艺节点，支持多核配置，最高可达1.5 GHz的主频。
DXS GPU提供了强大的AI计算能力，基于1GHz主频，DXS GPU用于FP16半精度浮点计算时，可提供12 TFLOPS的性能；对于int 8精度，则可提供24 TOPS的性能。如果芯片设计公司的后端能力够强的话，DXS可以将主频提升至1.2G甚至1.5G，其性能可以进一步提升，并可适应不同的应用需求。
DXS GPU在软件和AI优化方面也表现出色。它在SPU方面进行了优化，引入了2D双速纹理处理等新功能，提高了渲染效率。支持可变分辨率渲染和ASTC HDR，提升了游戏性能和视觉效果。
Imagination的GPU生态系统成熟，支持OpenCL、Vulkan和one API等开放标准，有助于降低研发成本并加速产品上市。DXS GPU的推出，不仅展示了Imagination在GPU技术领域的创新能力，也为汽车行业的智能化和数字化转型提供了强有力的支持。
发布全新计算库和人工智能工具包, 从软件层面提高GPU利用率
发布会上，与DXS GPU IP同时发布的还有一套新的计算库。在软件层面，为了解决GPU人才相对匮乏的问题，并充分利用DXS GPU的强大性能，Imagination采取了一系列创新措施，开发并优化了包括几何库、BLAS库（imgBLAS）、专门的CNN库（imgNN）以及针对车载工作如雷达数据处理的FFT库（imgFFT）在内的底层库，确保这些库在DXS GPU上实现最高效率。这些库不仅提升了硬件利用率，还降低了开发门槛，使得开发者能更轻松地集成和部署。
对于习惯使用不同架构、平台或开源框架的开发者，Imagination还提供了开放API接口，并对这些接口进行了深度调优，确保与DXS GPU的无缝兼容。同时，作为oneAPI基金会的成员，Imagination积极贡献专业知识，推动标准发展，降低软件在不同架构间迁移的成本。此外，Imagination还推出了PVRtune工具，帮助开发者精准分析性能瓶颈，无论是存储、计算还是kernel配置，都能找到最优解。
在AI性能提升方面，除了硬件层面的50%性能增长外，软件层面的贡献尤为显著。Imagination的计算库通过优化带宽使用、片上内存管理和减少数据迁移，实现了2到4倍的性能提升。双速率FP16技术的采用更是带来了两倍的性能飞跃。综合软硬件的协同优化，DXS GPU在典型AI工作负载上实现了近十倍的性能提升。
应用层面，DXS GPU已能高效支持计算机视觉、ADAS数据处理等关键应用。Imagination与OEM、ODM及领先供应商紧密合作，共同推动这些应用在实际场景中的高效运行。通过严格遵循oneAPI标准，确保DXS GPU能够轻松融入各类生态系统，为开发者提供灵活多样的解决方案。
可以看到，DXS GPU凭借其多样化的配置选择，以及配套的软件支持，能够满足从低成本HMI应用到高级ADAS需求的广泛市场需求。其强大的可编程性和算力支持，使得新算法和功能的快速部署成为可能，进一步增强了产品的可持续性和竞争力。
总之，Imagination通过软硬件的深度融合与创新，成功打造了DXS这一车载功能安全GPU，为汽车企业未来智能化发展打下了坚实基础。
智能汽车安全性能大幅提升，减少交通事故风险
智能化技术大幅提升感知能力
智能汽车采用了多种先进的感知技术,如雷达、摄像头、激光雷达等,能够全方位扫描周围环境,精准感知车辆、行人、路况等各种信息,大大增强了汽车的感知能力。这些感知系统能够以高速度、高精度捕捉道路上的各种动态信息,为车载控制系统提供可靠的数据支持,使得汽车能够及时做出正确的判断和响应。
智能决策系统提高安全性能
智能汽车搭载了先进的车载控制系统,能够根据感知到的道路环境信息,通过复杂的算法进行分析和决策,做出最安全的驾驶行为。比如当系统检测到前方有行人或障碍物时,它会自动减速甚至紧急刹车,尽量避免发生碰撞事故;当检测到车道偏离时,它会自动进行纠正,确保车辆行驶在正确的车道上;当检测到疲劳驾驶或分心驾驶时,它会发出警报提示驾驶员注意安全。总之,智能决策系统大大提高了汽车的安全性能,有效降低了交通事故的风险。
主动安全技术全面备战
除了感知和决策系统,智能汽车还配备了各种主动安全技术,进一步增强了安全性能。比如电子稳定系统能够自动控制车辆的转向和制动,确保车辆在任何路况下都能保持稳定;碰撞预警系统能够提前感知即将发生的碰撞,并自动采取紧急制动或操控等措施;盲区监测系统能够实时监测车辆周围的盲区区域,提醒驾驶员注意安全。这些主动安全技术大幅降低了事故发生的概率,为驾驶者和乘客提供了更加安全的出行保障。
被动安全设计层层守护
智能汽车在主动安全技术的基础上,还配备了完善的被动安全设计,进一步提升了整体安全性能。比如车体结构设计采用了先进的高强钢材料,能够在发生碰撞时提供更好的保护;安全气囊、安全带等被动防护装置能够在事故发生时及时启动,减轻驾驶员和乘客的伤害;儿童安全座椅、ISOFIX固定装置等设计,能够更好地保护最脆弱的乘客群体。这些被动安全技术与主动安全技术相互协作,构筑了多重保护屏障,最大限度地降低了交通事故造成的伤害。
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未来发展前景广阔
随着自动驾驶技术的不断进步,智能汽车的安全性能将进一步提升。未来,汽车将具备更强大的环境感知能力和决策控制能力,能够预测并规避各种潜在风险,最大限度地避免人为操控失误导致的交通事故。此外,车联网技术的发展还将使得车辆之间、车与基础设施之间实现信息互联,从而进一步增强交通系统的整体安全性。总之,智能汽车的安全性能正在不断提升,必将为人类出行注入更多的安全保障。
总的来说,随着智能化技术的快速发展,汽车安全性能得到了大幅提升,交通事故风险也大幅降低。从感知能力、决策系统、主动安全技术到被动安全设计,各个方面都有了长足进步,构建起多重保护屏障,为驾驶员和乘客提供了更加安全的出行体验。未来随着自动驾驶技术的进一步完善,汽车安全性能还将继续提升,交通事故风险将越来越小,人类出行将变得更加安全便捷。
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