手机也能玩GP-GPU？

　　● 手机也能玩GP-GPU？

　　也许你并不熟悉Power VR曾经的图形构架，从惨烈的桌面GPU战争中撤退下来之后，卧薪尝胆的Imagination长期以来一直在移动及SoC领域发展着自己独特的构架，SGX Series5系列构架就是其中的代表作。

SGX Series5系列构架

　　SGX Series5系列构架分为SGX Series5以及SGX Series5XT部分，其中SGX Series5部分包含SGX 520、SGX530、SGX531、SGX535、SGX540及SGX545，而SGX Series5XT部分则包含SGX 543MP1-16、SGX544MP1-16、SGX554MP1-16等。SGX Series5系列构架支持的API非常广泛，不仅支持家用机及移动平台的Open GL ES，桌面平台的DirectX以及Open GL，甚至还提供了Open CL的完整支持。

SGX Series5系列GPU家族

　　SGX Series5系列构架从外观上来看与现代桌面GPU非常接近，由完整的前端几何部分，shader单元及后端组成流水线。其中包括Geometry部分，CGS（Coarse Grain Scheduler）线程块调度单元，USSE（Universal Scalable Shader Engine）通用shader单元以及完整的Rasterization阵列，整条流水线通过内部总线共享多级cache，并最终与64bit内存控制器与内存总线相连。这与桌面GPU常规的Geometry+Shader+Rasterization的流水线过程几乎是完全一样的，甚至在进行常规构架介绍时，我们可以直接将SGX Series5系列描述成“拥有1至4个US单元，2个TMU单元，64bit显存带宽的GPU”。此外，从SGX 543MP开始，Imagination在构架中引入了特殊的multi-core设计，多个SGX54xMP芯片可以近乎于无损的完成多核心并联，达到性能倍增的目的。

多核心结构的SGX 543MP构架

　　整个SGX Series5构架最引人瞩目的地方，在于USSE单元以及通过总线与cache相连的CGS。

　　USSE单元是Imagination为SGX Series5搭配的MIMD可编程浮点单元，透过USSE单元，SGX Series5可以实现对Vertex Shader和Pixel Shader的无差别吞吐。USSE单元内部被描述成多个并联的MTEU（Multi-Thread Execution Unit），但从本质角度来讲USSE单元更像是一个混合体，Imagination在其官方PDF中宣称USSE2在USSE的基础上添加了一组新的指令集，以协助单元完成向量吞吐及co-issue操作，因此我们认为它既有常规GPU的流处理器单元ALU/EU，又有类似larrabee中的Vector Unit，两者在不同吞吐场合共同完成特殊函数、shader及其他Vector指令的吞吐。在这种设计的帮助下，最新的SGX543MP芯片可以在200MHz的频率上取得6.4Gflops的吞吐能力，这个成绩已经达到了Geforce ULP理论性能的2倍。

USSE单元及CGS单元

　　CGS的作用则类似桌面级GPU的线程调度机制，如AMD的UTDP单元，它能够实现线程块级别的管理，吞吐及发放功能。CGS与可以任意吞吐的USSE结合的这种组合方式，及其特殊的操作方式不仅使得SGX Series5能够像桌面GPU一样轻松面对各种GLSL和HLSL所编写的shader指令，还使其在寄存器资源允许的前提下具备了吞吐通用计算指令的能力。

AMD构架中UTDP对线程的管理

　　换句话说，从某种意义上来讲，在寄存器允许的条件下，SGX Series5构架甚至可以执行桌面高级GPU才能执行的通用计算任务，各种任务只要经过合适的通用计算优化，都可以利用USSE单元进行加速，这种在移动领域颇为超前的GPGPU设计，为SGX Series5系列的应用打开了一扇通向无限可能的大门。