Imagination發(fā)明的人工智能芯片采用雙緩沖器的渲染結構，不僅極大的提高了數(shù)據的渲染效率，同時也減少了數(shù)據丟失以及誤傳的風險。

2020年9月，由中國人工智能產業(yè)發(fā)展聯(lián)盟（AIIA）主辦的“AIIA2020人工智能開發(fā)者大會”在北京舉行。Imagination Technologies作為投身人工智能領域多年的領先半導體知識產權供應商，也參與了此次活動。

Imagination中國區(qū)戰(zhàn)略市場與生態(tài)高級總監(jiān)時昕代表公司出席，并在主論壇上發(fā)表了“基于GPU與神經網絡加速器的異構計算平臺”的主題演講，分享了AI芯片的應用場景和發(fā)展趨勢。

圖形處理單元（GPU）通常使用多個圖塊的渲染空間來處理圖形數(shù)據，而GPU所能控制的渲染復雜程度，也依賴于這些渲染空間。因此，如果要發(fā)揮GPU的強性能，就需要調控這些圖塊來渲染空間。

為此，Imagination在2020年5月28日申請了一項名為“圖形處理單元和用于使用渲染空間的瓦片集合的成本指示來控制渲染復雜度的方法”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺篣S 2020/0167984 A1），申請人為Imagination Technologies公司。

根據該專利目前公開的資料，讓我們一起來看看這項人工智能芯片的相關專利吧。

如上圖，是該專利中發(fā)明的圖形處理系統(tǒng)，這種圖形處理系統(tǒng)可以用來渲染3D場景的圖像，圖形處理系統(tǒng)100包括圖形處理單元（GPU）102和內存104，內存中包含有幀緩沖區(qū)120，GPU中包含幾何處理邏輯106和呈現(xiàn)邏輯108。

GPU可以接收用于執(zhí)行渲染的圖形數(shù)據，例如當游戲應用程序啟動時，就可以交給GPU處理，而除了啟動畫面以外，游戲畫面中的游戲人物以及場景對象也可以由GPU來繪制。此外，GPU還可以指定要在圖元數(shù)據上執(zhí)行的著色器程序。這種處理圖形數(shù)據的方法流程如下圖所示意：

從該流程圖中可以看出，首先，編譯器122編譯與原語關聯(lián)的著色器程序，并確定要使用哪一種著色器程序，并且需要確定著色器程序是在哪些圖元上執(zhí)行的，從而為每個圖元部分上的圖片片段指定如何渲染圖像著色器。

之后，平鋪單元會確定在圖形處理系統(tǒng)的渲染空間的每個圖塊中存在哪些圖元，平鋪單元通過為圖塊創(chuàng)建控制流，將圖元分配給渲染空間的圖塊，并將這些信息存儲在內存中。當渲染完圖像的所有圖塊后，幀緩沖區(qū)將存儲整個圖像的渲染結果，如下圖所示。

上圖為幀緩沖器內的渲染圖塊，在幀緩沖區(qū)120中，用交叉的陰影線來表示已渲染和顯示的圖塊，用對角陰影線表示已渲染并存儲在幀緩沖區(qū)120中的圖塊，而空白的部分則是當前幀尚未渲染的圖塊。

在常規(guī)的系統(tǒng)中，通常同時使用兩個幀緩沖器，將整個幀渲染到第一個幀緩沖器中，同時將存儲在第二幀緩沖器中的圖像輸出到顯示器，然后交換幀緩沖器，這樣就可以在下一幀存儲在第一幀緩沖器中的圖像被輸出到顯示器時，圖像可以被渲染到第二幀緩沖器中，從而保證了流水線作業(yè)，減少了相鄰幀之間的等待時間。

回到流程圖中，在將圖像的渲染結果保存到幀緩沖區(qū)后，就可以輸出渲染的圖像值，渲染的圖像值可以被輸出到存儲器中，當圖像需要在顯示器上顯示時就需要利用這些圖像值。

如上圖，為搭載有這種圖形處理系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)，可以看到，這種系統(tǒng)的結構與上述的功能結構相匹配，數(shù)據總線連接著CPU、GPU、內存以及顯示設備，數(shù)據在其之間流動，而GPU布置在內存與顯示設備之間，這也與數(shù)據先存儲再在GPU中進行渲染顯示的過程相匹配。

以上就是Imagination發(fā)明的人工智能芯片，該專利著重介紹了該芯片用于數(shù)據渲染的物理結構以及功能結構。這種采用雙緩沖器的渲染結構，不僅極大的提高了數(shù)據的渲染效率，同時也減少了數(shù)據丟失以及誤傳的風險，為完成高精準度人工智能任務，例如應用在無人駕駛技術上時提供了有效的技術保障。

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