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多年來，移動處理器制造商一直致力于優(yōu)化設(shè)計，以在有限的功耗預(yù)算、存儲空間和帶寬范圍內(nèi)獲得最佳性能。在過去，這些因素顯然是在數(shù)據(jù)中心或個人計算機(jī)中考慮的（PC）如今，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心和PC市場變化正在悄然發(fā)生——改變處理器設(shè)計規(guī)則，讓開發(fā)人員重新考慮芯片架構(gòu)，以獲得更高的性能功耗比。

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運用移動處理器設(shè)計原則PC和數(shù)據(jù)中心

如今，云中實現(xiàn)了越來越多的云游戲、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能/數(shù)據(jù)分析和高性能計算。雖然這些應(yīng)用程序有不同的要求，但在不斷增加計算量的要求上是一樣的。

通過不斷擴(kuò)大物理占地面積，數(shù)據(jù)中心無法滿足這一需求。運營費用（OpEx）保持在可接受的范圍內(nèi)，實現(xiàn)凈零（Net Zero）企業(yè)需要在有限的空間內(nèi)增加計算密度，以獲得更高的計算性能。圖形處理器（GPU）、中央處理器（CPU）、人工智能（AI）在最小功耗/散熱和面積預(yù)算中，必須實現(xiàn)加速器等處理元件的最高性能。因此，按照移動設(shè)計原則設(shè)計處理器是理想的起點。

分析PC市場趨勢也可以得出類似的結(jié)論。在傳統(tǒng)PC在模式下，大多數(shù)功能被集成為獨立模塊。然而，隨著大多數(shù)組織希望擴(kuò)大混合辦公模式，人們逐漸用筆記本電腦取代臺式機(jī)。包括圖形處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速、安全、I/O等)集成到具有統(tǒng)一存儲架構(gòu)的單系統(tǒng)級芯片（SoC）它不僅能提高性能，還能將功耗保持在最低水平。所以，下一代PC處理器看起來越來越像智能手機(jī)處理器。

借助定制芯片設(shè)計，大型科技公司實現(xiàn)差異化

隨著摩爾定律的結(jié)束，該行業(yè)不可能每兩年提高一次性能。在此背景下，企業(yè)加入了設(shè)計競爭，以最佳芯片創(chuàng)造最佳用戶體驗。

全球大型科技公司已經(jīng)深知這一點，并做好了準(zhǔn)備。他們專注于為消費品設(shè)計定制芯片，PC或數(shù)據(jù)中心等。從現(xiàn)成可用芯片到定制芯片，這些公司希望更好地控制設(shè)計，贏得優(yōu)勢。因此，我們可以看到亞馬遜投資Graviton CPU谷歌推出了以TPU為中心的Tensor CPU。蘋果公司的M1處理器將為Mac在移動設(shè)計原則的幫助下，計算機(jī)帶來了優(yōu)化芯片，提供了更高的集成度和更出色的性能功耗比。

OEM替代方案

對于沒有內(nèi)部硬件和軟件設(shè)計團(tuán)隊件設(shè)計團(tuán)隊，也沒有開始開發(fā)定制芯片（OEM）他們面臨的挑戰(zhàn)是如何使自己的設(shè)計脫穎而出，與高度優(yōu)化的結(jié)構(gòu)相當(dāng)。這些OEM大部分使用的芯片都是現(xiàn)成的，可能會使它們處于劣勢。許多為PC與數(shù)據(jù)中心設(shè)計的芯片是暴力解決方案，雖然可以提供所需的性能，但通常過于耗電，過于占用內(nèi)存/帶寬，缺乏競爭力。此外，這些芯片對可用的特定軟件和操作系統(tǒng)也有限制。

一些移動市場SoC供應(yīng)商開始進(jìn)入數(shù)據(jù)中心PC市場期望瓜分現(xiàn)有玩家的部分市場份額，但數(shù)量很少，很難幫助OEM制造商實現(xiàn)創(chuàng)新和成本控制的差異化。因此，一些行業(yè)替代方案應(yīng)運而生。我們看到許多制造商正在考慮它RISC-V架構(gòu)的CPU 解決方案。但是，單一的CPU設(shè)計不能完全解決OEM激烈的競爭困境。OEM整個數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)結(jié)構(gòu)需要改進(jìn)整體方案的創(chuàng)新，以提高其競爭力。

可擴(kuò)展的異構(gòu)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵

靈活利用異構(gòu)計算CPU,GPU等待計算單元，實現(xiàn)硬件最大利用率，優(yōu)化提高計算性能，滿足效率和功耗比優(yōu)化。異構(gòu)計算架構(gòu)為數(shù)據(jù)中心不斷提高的計算要求提供了靈活的陣列工作方案。目前，許多半導(dǎo)體制造商正在研究相關(guān)的產(chǎn)品和應(yīng)用程序來授權(quán)OEM市場競爭力。傳統(tǒng)的GPU IP 公司Imagination 就在去年CPU產(chǎn)品線，加強異構(gòu)計算的研發(fā)，旨在通過產(chǎn)品組合的優(yōu)化和改進(jìn)，為客戶提供更完善的異構(gòu)計算解決方案，更好地為客戶服務(wù)，以滿足未來高性能計算的需求。

移動GPU奠定基礎(chǔ)

移動GPU是創(chuàng)造高效異構(gòu)設(shè)計的理想切入點。并試圖將高端化GPU與移動功耗預(yù)算強行納入移動功耗預(yù)算范圍GPU應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)中心的升級PC該領(lǐng)域?qū)⒏�有意義。因為移動GPU天生為小而美而生。移動GPU制造商開發(fā)了大量的專利技術(shù)，以最大限度地實現(xiàn)GPU高性能、低功耗。數(shù)據(jù)中心和PC粗放單一追求高性能GPU這些技術(shù)優(yōu)勢可以讓移動GPU制造商具有更多的競爭優(yōu)勢OEM提供更多的管理附加值。

提及移動GPU必須再次提到專利技術(shù)Imagination這家專注于GPU老設(shè)計企業(yè)。與對手相比，Imagination 多年來，我們一直專注于主要精力。GPU特別是在更復(fù)雜的領(lǐng)域研究中GPU渲染領(lǐng)域，Imagination它是許多技術(shù)的先驅(qū)開發(fā)者， 例如GPU硬件虛擬化，塊延遲渲染（TBDR）, 實時硬件光跟蹤（Ray Tracing) 等。分塊延遲渲染（TBDR）技術(shù)是將幾何數(shù)據(jù)分割成小區(qū)域(圖塊)并統(tǒng)一處理。由于每個圖塊都經(jīng)過光柵化和單獨處理，渲染尺寸非常小，所以所有數(shù)據(jù)都可以保存在快速運行的板上存儲器中。這項技術(shù)為M1的圖形處理奠定了基礎(chǔ)。

對于Android云游戲等應(yīng)用場景，數(shù)據(jù)中心需要靈活處理多個用戶的不同游戲消費場景。在多個小型GPU與傳統(tǒng)桌面相比，上部處理多個小并發(fā)工作負(fù)荷的方法是使用GPU更高效。云游戲產(chǎn)業(yè)鏈正在加強GPU開發(fā)和應(yīng)用硬件虛擬化技術(shù)來降低成本。移動GPU通過向上擴(kuò)展分散多核移動GPU架構(gòu)，讓每一個GPU它不僅可以支持更多的用戶，還可以為云中的許多用戶提供更高的能效。

以芯動科技（Innosilicon）以國產(chǎn)高端為例GPU基于第一芯的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者Imagination 移動GPU IP移動GPU架構(gòu)向上擴(kuò)展到高性能服務(wù)器級別的硬件，旨在打破臺式顯卡市場的現(xiàn)有格局。在這個長期被雙寡頭壟斷的高端市場中，沒有人預(yù)料到會有新的競爭對手，但芯動科技正在利用不斷變化的市場實力和高度可擴(kuò)展的高效技術(shù)提供替代方案。

增加高效片AI處理（正如M1所示）是OEM另一個機(jī)會。由于片上AI處理尚未成為PC的標(biāo)準(zhǔn)，OEM支持超分辨率降噪、音頻命令、安全等新興應(yīng)用。這種AI基于移動設(shè)計原則設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器通常需要巨大的計算能力（NNA）IP便可以在SoC集成高效、高度可靠AI推理功能。在端側(cè)的AI與其他競爭對手相比，邊緣加速器領(lǐng)域，Imagination的NNA 邊緣加速器硬件不僅繼承了它GPU高性能、低功耗設(shè)計DNA，同時，在不同同數(shù)量級的計算領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)于競爭對手。

專用芯片的設(shè)計–不僅服務(wù)于大型科技公司

SoC制造商需要根據(jù)移動設(shè)計原則進(jìn)行可擴(kuò)展設(shè)計IP核心，創(chuàng)造高效、高帶寬和高性能的設(shè)計。借助這種專門為異構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計的處理器，他們可以創(chuàng)建一個特殊和高效的新解決方案。這有助于OEM提供極具競爭力和差異化的產(chǎn)品，牢牢把握企業(yè)未來的發(fā)展方向。