元宇宙算力基座研报:算力芯事,XR终端奠基石

朱涛伟

朱涛伟

· 6月20日

打造3D虚拟世界的算力引擎

核心观点:

《元宇宙算力基座研报:算力芯事,XR终端奠基石》报告着重剖析如下问题:芯片IP及芯片厂商在XR终端上的布局策略是是什么?打造虚实共生的元宇宙,芯片厂商扮演着何种角色?国产造芯新势力绕不开的IP授权,有哪些优劣势?

1、芯片IP及芯片厂商正加速渗透至终端厂商,以期抢占下一代计算平台入口:

ARM  CPU IP 在智能手机、车载设备、调制解调器等领域占据绝对领导的地位。伴随着XR设备不断向前发展,ARM 正加速跟XR终端厂商展开合作。今年4月中旬,ARM中国宣布与AR眼镜厂商Rokid达成合作,双方将在终端芯片、终端设备,以及操作系统、软件工具和人工智能算法等多个领域进行深度合作,共同推动元宇宙的生态建设。 

高通基于ARM IP,推出XR芯片。自2018年推出以来,迄今为止XR芯片已迭代XR2,已有超过40款搭载骁龙XR芯片平台的设备问世。今年3月份,在MWC2022 期间,高通和字节跳动宣布将合作开发 XR 设备和软件,以打造一个全球 XR 生态系统。随着VR/AR持续迭代进而不断融合,未来XR市场规模有望媲美移动终端。 

Imagination GPU IP的产品已在全球数十亿人的手机、汽车等终端上使用。继在移动端推出IMG CXT之后,Imagination 也试图在探索服务器、XR等领域。基于Imagination GPU IP的服务器级芯片风华一号已正式推出市场。

2、芯片互连标准确认,算力基座助力虚拟世界弥合真实世界:

打造可信的3D虚拟世界,需要构建起基于物理正确的光照和材质的仿真环境。理论上,未来的虚拟世界可供所有人访问,按照不同地域不同时差,理论上每时每刻都会有用户访问,这意味着元宇宙计算一直在持续。具体到XR、AI、DAO上,需要的算力分别为3900、16000、5500(单位:EFLPOS、每秒一百京次(=10^18)浮点运算)级别算力,以提供连续长周期的3D虚拟世界服务。

芯片IP、芯片厂商是作为3D虚拟世界的算力基座,随着芯片互连标准确立,有望协力提供算力支持。今年3月,英特尔、AMD、ARM等十大巨头联合成立Chiplet标准联盟,正式推出了通用Chiplet高速互联标准“Universal Chiplet Interconnect Express”(通用小芯片互连,简称“UCIe”),旨在定义一个开放的、可互操作的Chiplet生态系统标准。它能整合不同工艺、不同功能的Chiplet芯片,为虚拟世界提供算力支持。

3、绕不开的IP授权,国产芯片厂商有“芯”事

当前CPU、GPU IP大多数专利分别掌握在Arm、Imagination两家厂商手中。国内造芯新势力分为两大块:AI训练、图形渲染。如果国内造芯厂商们想要打造渲染卡,势必要跟上述两家IP厂商合作。像芯动科技旗下风华一号、摩尔线程旗下MTT S2000,均采用了Imagination IP。 

采用IP授权好处,可减少12-18个月开发周期。通常情况下,一颗GPU中行业IP核占用面积超过80%,但IP研发耗时长,难以绕过一些专利。粗略估算,自研 GPU IP需要36-48个月及200个工程师。 

外购IP加上自研设计有利于商业变现,可快速获得成熟系统和后端版图,同时也有利于快速构建软件栈和底层工业API适配,极大的降低研发周期和风险。

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