以期了解这段颇具传奇色彩的架构历史。I**gination告诉我们1992年PowerVR刚刚诞生之时，公司还叫作VideoLogic——这家公司创立至今已经有37年的历史了。
翻看GPU发展史，I**gination还真是参与到了此前图形加速卡众神厮杀、生态你追我赶的时代。I**gination公司的元老之一Simon Fenney（现在是I**gination的Research Fellow）前些年还在*客上回顾了1997年I**gination的PowerVR，与S3 Virge、ATI Rage，还有和3dfx之间的比较。这些名字都算相当久远了吧。
I**gination也将参与即将于1月3日在深圳大中华**广场举办的。届时I**gination中国区董事长白农将在同期举办的全球CEO峰会上发表主题演讲。IIC是由Aspencore主办的电子产业**交流平台。了国际国内最**的电子科技产业**。同期还将举办全球CEO峰会、全球分销与供应链**峰会、国际工业4.0 技术与应用论坛及第24届**电源管理及功率器件论坛。
借着PowerVR 30周年之际，我们来聊聊PowerVR这些年的发展——多少也能从中窥见GPU的历史之路。尤其I**gination格外拿手的TBDR（分块延迟渲染），到现在应用于移动平台的Photon光追架构，也算是GPU发展史的一支了。本系列文章会分成上下两篇，上篇简单回顾PowerVR这30年走过的历史，下篇则将从技术角度来剖析I**gination引以为傲的TBDR架构。
游戏机，PowerVR声名鹊起的最初
现在大部分同学了解I**gination PowerVR应该是基于其在移动市场的表现。不过作为一个80年代就建立的企业，I**gination在建立后不久，图形技术和市场本身也开始了井喷式的发展。最初VideoLogic在图形、声音加速、家庭音频系统、视频捕捉、视频会议系统上都有涉足。不过1992年，公司开启了一个新项目，也就是后来的PowerVR。
Simon Fenney也是这一时期加入的公司。他在*客中说，1992年公司开启了一个名为Trident Project的项目。Martin Ashton、Tony McClaren和他三人，
也就是无限平面（infinite plane）来进行物体建模。”“尽管无限平面基元的效率可能不错，但问题在于业界只使用三角形（或四边形）。”所以“第二代设备ARC1、CLX2（用于世嘉Dreamcast）和‘Neon 250’开始使用三角形渲染。”...“后来的几代产品增加了着色器（shader）并且可以在移动设备上进行硬件图形处理。但所有这几代产品的共同点是底层TBDR技术。”
Trident FPGA板，
最初的FPGA原型板，被I**gination称作是**基于TBDR的板。这块板曾亮相于SIGGRAPH 93。不过Simon说，最初带着这块板四处去宣传的过程并不算顺利，花了好大的功夫才有机会向潜在客户做演示。起初一行人将产品定位于当时很火的街机系统。
最初就有了技术**方面的动作。PowerVR Series 1的目标市场就是街机系统。在原型产品Midas 1和2之后，真正出现在市场上的是Midas 3。
从介绍来看，Midas 3至少包含了ISP（I**ge Synthesis Processor）和TSP（Texture and Shading Processor）以及一颗桥接芯片。ISP可以弹*扩展，街机可以用2-4个ISP。Midas 3也应用到了PC设备上，出现在了彼时康柏（Compaq）的机器里。
I**gination所说的PCX1实际上也就是Midas 4：基本是将3颗Midas 3芯片放到1颗芯片中（如图），基于0.5μm工艺，PCI接口、64bit 4MB显存、核心频率60MHz。VideoLogic则努力说服康柏4MB才是PCX1的**搭配。
后续的PCX2工艺提升到了0.35μm；其中新增了双线*过滤（bilinear filtering），简化了驱动工作，同时核心频率进一步增加。当时有报道说PowerVR Series 1的市场份额曾达到仅次于3dfx Voodoo的程度。
初期真正令PowerVR名声大噪的恐怕是PowerVR Series 2进入到了世嘉的Dreamcast游戏机中（这段历史还有3dfx、英伟达参与的爱恨情仇，有兴趣的同学一定要去查一查）——也就是土星机的后继者，发布于1998年底；同期PowerVR Series 2也进入到了世嘉Naomi街机中。
凭借着这代产品，到1999年NEC光是出货给世嘉的PowerVR Series 2芯片就超过了100万。从可循的资料来看，DC游戏机的出货量超过了1000万台。
改名I**gination，与移动设备图形计算现代化
对前期的VideoLogic而言，1999 年PowerVR还迎来了ST（意法半导体）这个大客户，当时ST面向PC的图形与视频加速卡就是采用I**gination的PowerVR Series 3，代号叫Kryo。这代产品支持DX6、EMBM（environment bump **p），只不过并不支持当时崛起的硬件T&L（tranform, clipping, and lighting）。值得一提的是，得益于TBDR架构，Kyro的核心面积很小、发热也低，所用晶体管数量远低于同期竞品。
另外这一年的一个大**是，公司正式改名为I**gination Technologies：也不光是改名，在策略上同时转向了专注在IP**方向。是要在街机、家用游戏主机、PC等市场之外，持续做扩展，所以选择了将注意力集中到IP**。
2001年的Kyro II有段时间在欧洲市场被称作MX400**。但PowerVR也是直到计划中的Kyro III，也就是基于PowerVR Series 4的显卡，才正式加入了硬件T&L支持；只不过这一时期ST已经决定关闭图形业务了，Kyro III也就未能正式问世。同期的桌面显卡混战*面宣告结束。
不过也是这一时期 - 2001年之后，I**gination在移动、汽车和**市场开始有所斩获。PowerVR在移动图形市场大获成功的是PowerVR MBX；MBX以及之后的SGX（Series 5），更是让I**gination在移动市场全面开花。当时这俩架构**给了包括Intel、**仪器、三星、NEC、NXP、Freescale、瑞萨、Sunplus在内的多个市场巨擘。
回顾最初进入移动市场，I**gination（90年代后期）认为当时移动设备的图形处理能力都非常弱，PowerVR一定能够凭借低功耗设计，在移动视觉应用上掀起新的浪潮。PowerVR MBX除了TBDR架构之外，也开始采用现在很多人应该都知道的PVRTC纹理压缩技术——现在类似的技术似乎稀松平常了，在当时却相当具有开创*。
我们在之前的解析文章里也提到过I**gination目前的技术方案。作为节约带宽、提升效率的重要技术组成，都做了压缩。这其中除了PVRTC纹理压缩（还有ASTC等）以外，还包括图像压缩IMGIC（接替了此前的PVRIC），和几何压缩PVRGC。当然这就是后话了，尤其IMGIC是近代架构更新中才引入的。
2005年PowerVR SGX架构问世，**SGX核心面向的就是主流、高*能移动图形计算，特*方面能够全面满足OpenGL ES 2.0 shader需求；这代产品也随之引入了PowerVR视频编解码IP。
于是这一时期前后，I**gination GPU相继出现在了苹果iPhone、诺基亚N96、索爱P1、摩托罗拉刀锋等明星手机产品中。另外对I**gination而言，颇具标志*意义的一件事情也在于到2012年，SGX架构(Series 5XT）进驻索尼游戏掌机PS Vita——算是睽违多年的市场，I**gination对此还是颇为津津乐道的。
另外2007年iPhone开始采用PowerVR架构GPU，不仅是对I**gination，对整个移动图形技术市场而言都具备相当价值——开发者生态自此开始大举建立，手机上的3D游戏逐步崛起。与此同时，2014年SGX架构中的Series 5XE开始下探更低功耗的产品，包括可穿戴、IoT和嵌入式应用，甚至还有类似打印机这样的企业级设备。
要说移动设备GPU的技术真正走入大众视野，而不仅限在被一小撮工程师人群所知，应该是2014年I**gination主动找到了媒体，透露了有关其PowerVR Rogue架构的部分技术细节，虽然大部分内容并未阐述详细，却也是普罗大众真正首次了解到原来移动GPU架构是长这样的。
当时I**gination愿意对外公开这些资料，也是因为那一时期移动GPU陷入到“核心数”竞争的怪圈，而I**gination的GPU架构决定了PowerVR在核心数方面并不占优，因此需要向市场科普GPU“核心”究竟是什么的问题。不过不可否认的是，也是从I**gination的这一市场动作开始，其他移动GPU竞争对手也纷纷以更开放的姿态公布属于自己的架构技术与特*。
也是从PowerVR Rogue，也就是Series 6（也包含后续的Series 7，和部分Series 8/9）开始，业界开始留意到PowerVR相较同期的其他移动领域竞争对手**几个身位的*能和能效表现。这一时期正值iPhone 6热卖，加上iPad Air 2的图形*能，PowerVR Rogue还是**了不少人的。似乎也是从这代产品开始，架构集齐了PVR3C三重压缩的系统级优化。
后续PowerVR Furian架构发布，这代架构继续提升了*能和*能密度。值得一提的是，PowerVR GPU同期开始把触角伸展到了图形渲染之外——这也是当代GPU厂商普遍会走的路。在CV和AI领域发挥作用。
2001年采用其PowerVR的产品出货量超过1500万；而到了2008年，其消费产品出货量就突破了1亿；2010年这个数字就再度发展至大约2.5亿，2013年跨过10亿大关。2017年I**gination回顾PowerVR架构25周年还提到，PowerVR产品出货量突破40亿，其市场覆盖了电视、流媒体设备、手机、平板、手表、VR、汽车、游戏、Chromebook等。
进入另一个纪元的PowerVR
从I**gination的角度出发，自公司80年代成立至Furian架构发布，公司层面的各种操作也非常多样，光是技术相关的收购操作就一大堆，包括Ensig**、Cross Products Limited、HelloSoft、Caustic Graphics等等。
另外在股权结构上，东家们也算得上你来我往，比如NEC上世纪曾一度持有I**gination 3.5%的股份；Intel则在2006年前后拿到I**gination约2.9%的股份，2009年Intel**持有I**gination的股份一度高达16.02%；2008年，苹果买下I**gination约3.6%的股份......
这些企业多少也都与PowerVR架构的发展有一些关系，只是并非本文要探讨的重点。2017年10月，****凯桥资本（Canyon Bridge）宣布收购I**gination。两个月后**就获得通过，I**gination也从伦敦****所摘牌。I**gination在*文中说，自此以后I**gination的历史翻开了新的篇章。
从技术角度来说，PowerVR的确也是在此以后续写了全新的架构。2019年IMG A-Series架构发布，当时我们还对新架构做了剖析。自IMG A-Series之后的架构惊人之处在于*能的大幅跃进，I**gination说A-Series相比此前的PowerVR Series 9，*能密度至多增长了250%。
这代新架构重新设计了ALU，还有HyperLane虚拟化技术以及AI Synergy。当然不变的传统仍然在于TBDR。似乎随A-Series的发布和*能密度的暴涨，这些也给I**gination带来此间20年的**桌面级GPU**客户。而且2020年年初，苹果和I**gination又再度签署了多年的**协议。这也算是I**gination就企业层面面临一波动*后的回归。
其实在A-Series架构发布会上，I**gination就预告了B-Series、C-Series的存在和*能提升预期——当时看起来还是挺不可思议的。不过很快I**gination还真是发布了IMG B-Series。其中的BXT基于多核弹*化设计，*能提升**达到了A-Series的4倍。
这一时期的重要**是，I**gination收获了芯动科技（Innosilicon）这个于国内众所周知的客户，IP应用到了芯动的Fantasy风华显卡产品线。目前桌面级的芯动Fantasy 1风华1号和Fantasy2 风华2号显卡均已供货。I**gination提到该产品系列中的Type-A显卡会采用16GB GDDR6x显存、128bit位宽，基于BXT-32-1024提供5 TFLOPS算力；而Type-B则会采用双芯方案，达成最多2倍的*能。
值得一提的是，B-Series也扩展出了BXS家族。这是面向汽车的IP产品，其中有一些专门的特*，
PowerVR近代史上十分重要的一件事还在于2021年底发布的IMG C-Series架构。PowerVR Photon光线追踪架构部分应用到了C-Series GPU IP上。就IP层面，在移动平台做硬件级光追加速的，I**gination走得还是相当超前。就光线追踪的技术储备，似乎可以追踪到2010年I**gination收购Caustic Graphics，这就是个做软硬件实时光追图形技术的企业。
I**gination说自家的原型光追硬件，最初是在2016年的CES展会上对外做演示的，按照I**gination宣传的RTLS（光追等级系统）分级标准，处于Level 5（Coherent BVH processing with BVH hardware builder）。基于Photon的CXT架构的目标等级是Level 4（BVH processing with coherency sort in hardware），可见在规划上，I**gination的硬件光追实现具有相对比较长的历史, 在*能上I**gination 犹有余力,
我们知道，光线追踪对硬件算力和功耗需求很高，于移动平台的**实现也并不合理。所以PowerVR在设计上特别加入了“coherency sorting”相干*排序：这一特*会对具有相干*的光线做排序，比如某些材质反射同方向光线做分组，提升并行ALU管线利用率。I**gination在技术***中说，coherency sorting对于光线追踪的价值，相当于TBDR对于GPU效率的价值。
C-Series中的IMG CXT被I**gination称作现如今在能效方面***的光线追踪解决方案，预计基于该架构的实际芯片产品会在2023年问世。这是一个全新的战场，对任何市场参与者而言都如此。另外，I**gination透露不久还将有新产品发布。
实际在2018-619年前后，I**gination曾面临过多次企业层面的动*。不过在新篇章的IMG A-Series发布至今，PowerVR仍然以充满活力的方式迎接着电子产业与图形世界的未来。I**gination说到2022年，移动图形市场占比也超过35%。
这个成绩的获得对拥有30年历史的PowerVR架构而言还是很不容易的。毕竟兜兜转转的几十年GPU发展史，多少原先的市场参与者都已经不在了。其实本文还没怎么涉及到PowerVR计算机视觉和AI产品线。不过在动*期过后，PowerVR的确正以全新的面貌尝试进驻更多万物互联的市场。本文的下篇，我们会着重描绘I**gination长期以来引以为傲的TBDR技术。
I**gination也将参与即将于12月5日在深圳大中华**广场举办的。届时I**gination中国区董事长白农将在同期举办的全球CEO峰会上发表主题演讲。IIC是由Aspencore主办的电子产业**交流平台。了国际国内最**的电子科技产业**。同期还将举办全球CEO峰会、全球分销与供应链**峰会、国际工业4.0 技术与应用论坛及第24届**电源管理及功率器件论坛。。
责编：Luffy
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