CHƯƠNG 3 KIẾN TRÚC PHẦN CỨNG
3.2.2. GPU PowerVR của Imagination Technologies
Hãng chip đồ họa lớn thứ hai là Imagination Technologies, nhà sản xuất GPU PowerVR cho di động. Có rất nhiều dòng GPU PowerVR GPU nhưng các thiết bị hiện nay thường sử dụng các dòng PowerVR SGX 5 hoặc 5XT.
Các GPU PowerVR được bán cho các nhà sản xuất SoC nên chúng xuất hiện trong nhiều loại thiết bị. Các SoC OMAP của Texas Instruments (TI) chỉ sử dụng GPU PowerVR và bạn cũng có thể thấy chúng trong một số SoC Exynos của Samsung và Apple A4 hoặc A5. GPU PowerVR còn được tích hợp trong các vi xử lý x86 của Intel được sử dụng trong các laptop cấp thấp.
Dòng PowerVR SGX 5 chứa nhiều loại GPU nhưng chỉ có một vài loại được sử dụng phổ biến. PowerVR SGX530 được dùng trong OMAP 3 của TI và
Nokia N9. Với tốc độ xung nhịp 200 MHz, PowerVR SGX530 có khả năng xử lý 1,6 GFLOPS. PoweVR SGX535 (được dùng trong IPhone 3GS và IPhone 4) có kích cỡ nhỏ hơn PowerVR SGX530 và hỗ trợ DirectX 9.0c (PowerVR 530 không hỗ trợ) nhưng tốc độ xử lý vẫn tương tự.
Hình 3.16: Hình ảnh kiến trúc dòng PowerVR SGX 5XT
GPU nổi tiếng nhất của dòng 5 là PowerVR SGX540 được sử dụng trong SoC Exynos tên mã Hummingbird của Samsung (tích hợp bên trong điện thoại Galaxy S) cùng với các dòng OMAP 4 của TI. Nó có hỗ trợ DirectX10 và có khả năng thực hiện 3,6 GFLOPS ở xung nhịp 200 MHz, gấp đôi so với PowerVR SGX530. Không như PowerVR SGX530, PowerVR SGX540 có thể ép xung lên 400 MHz và do đó trên lý thuyết thì GPU này có thể đạt khả năng thực hiện tới 7,2 GFLOPS.
Một số người có thể băn khoăn tại sao SGX540 xuất hiện trong SoC Hummingbird đời cũ (dùng trong Galaxy S) nhưng cũng xuất hiện trong các SoC hai lõi OMAP 4460 được sử dụng trong Galaxy Nexus. Lý do là tốc độ xung nhịp giữa hai SoC này khác nhau: Hummingbird sử dụng trong Galaxy S có tốc độ xung nhịp 200 MHz (khả năng thực hiện 3,2 GFLOPS), trong khi OMAP 4430 sử dụng trong Droid Razr có tốc độ 304 MHz ( tương đương 4,8 GFLOPS) và OMAP 4460 có tốc độ 384 MHz (tương đương 6,1 GFLOPS).
Dòng 5XT chưa xuất hiện trong nhiều thiết bị, mới chỉ được tích hợp trong SoC Apple A5 được dùng trong IPad 2, IPhone 4S và PlayStation Vita. Nếu dòng 5 chỉ có GPU lõi đơn, dòng 5XT hỗ trợ tới 16 lõi, mỗi lõi có tốc độ gấp hai lần SGX540. Các GPU trong dòng 5XT sử dụng hậu tố MPx, trong đó "x" chỉ số lõi: ví dụ SGX543MP2 sử dụng trong Apple A5 có hai lõi.
SGX543 hiện là chip duy nhất được tích hợp trong các SoC, còn SGX544 dự kiến sẽ được đưa vào dòng OMAP 5 của TI. SGX543 có khả năng thực hiện 6,4 GFLOPS mỗi lõi ở xung nhịp 200 MHz, nghĩa là ở mức 200 MHz, SGX543MP2 trong Apple A5 có khả năng thực hiện 12,8 GFLOPS.
Dự đoán sẽ không nhiều nhà sản xuất sử dụng quá hai lõi trong SGX543 vì tăng số lõi của GPU sẽ tiêu tốn điện nhiều hơn. Tuy nhiên, Sony là ngoại lệ vì hãng này đã quyết định sử dụng SGX543MP4+ bốn lõi trong PlayStation Vita. Với tốc độ xung nhịp 200 MHz, GPU của PlayStation Vita có khả năng thực hiện tới 25,6 GFLOPS, tăng lên xung nhịp 300 MHz thì GPU của nó có khả năng thực hiện tới 38,4 GFLOPS. Tương tự Apple, Sony không công bố tốc độ xung nhịp của GPU.
PowerVR SGX543MP16 (16 lõi) hoạt động ở xung nhịp 400 MHz sẽ có khả năng thực hiện tới 204,8 GFLOPS (204 tỷ phép tính mỗi giây). Đó là con số rất lớn và chắc chắn sẽ ngốn rất nhiều điện nhưng đến nay chưa có GPU 16 lõi nào được tích hợp trong điện thoại thông minh bán ra thị trường.