Imagination 发布 E 系列 GPU IP 新进展:一套架构支持图形、计算与AI

2026年9月,Imagination Technologies发布了其E系列GPU IP的新进展,包括Neural Super Resolution(NSR)AI加速超分辨率解决方案。这些进展标志着公司GPU-first战略的进一步实施,通过一套架构和软件栈,简化了芯片设计厂商的工作负载。随着边缘设备应用的复杂化,Imagination致力于减轻系统集成负担并优化硬件使用。

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随着边缘设备应用日趋复杂,芯片设计厂商不断新增针对不同工作负载的专用加速模块、软件栈与数据通路;这种碎片化既加重系统集成负担,也可能使部分固定功能硬件在需求变化后闲置。

近年来,各类边缘 AI 处理器在功能组合上逐渐趋同,力求在性能、能效与灵活性之间取得平衡。GPU 天然适合这种融合型架构——它兼具并行加速能力、成熟软件生态、通用灵活性与图形处理能力。

E 系列于去年首次发布,将可编程 AI 加速高效集成进 GPU 渲染管线。凭借一颗处理器、一套软件栈,它既可独立运行,也可与 CPU 及其他加速器协同,支持生成式 AI、神经渲染与游戏等多种工作负载。

面向设备端 AI 的可编程加速

芯片架构定型后,AI 模型及其底层运算仍在持续演进。E 系列具备通用计算能力,采用熟悉的 GPU 编程模型并支持行业标准 API,使开发者能在设备全生命周期内实现新算子,并通过 GPU 内高度集成的 Matrix Accelerator(矩阵加速器)加速,同时支持 BF16、FP4 和 MX 等高精度与低精度数据格式。

其结果是,与上一代 D 系列相比,该处理器在典型边缘语言模型上的预填充性能提升了 4.7 倍。以 Qwen 3.5 4B 为例,在典型工作负载下,一款 1.5GHz 的四核 E 系列 GPU 可实现 0.2 秒的首次 Token 生成时间,以及每秒 150 个 Token 的解码吞吐量。

为简化向 Imagination GPU 的移植,目前正在将经过优化的 Llama.cpp 后端贡献至上游开源项目;后续还将提供原生 PyTorch 和 ONNX Runtime 支持。

计算:智能计算的坚实基础

除了备受瞩目的应用之外,E 系列还在人工智能、计算机视觉、信号处理和通用计算中广泛使用的基础计算操作方面提升了性能。例如,与 D 系列同类产品相比,E 系列运行 Conv2D 内核的速度快 4.4 倍,运行 GEMM 内核的速度快 4.8 倍。在矩阵乘法工作负载下,GPU 利用率可达 89%。

通过神经渲染,融合技术为图形处理管线创造了新的机遇。Imagination 的全新神经超分辨率(NSR)技术利用行业标准扩展,将 E 系列的矩阵加速技术应用于图形处理管线。

该时序超分辨率方案针对 Imagination GPU 进行了深度优化,并采用单次处理方式,结合 Imagination 专有的网络自压缩技术,可移除神经网络中约 65%的冗余权重,模型更省电。在 1GHz 单核 E 系列 GPU 上,典型的 540p 到 1080p 超分辨率操作延迟低至 2.3 毫秒。

与原生渲染相比,NSR 不仅将帧率显著提升,还将内存带宽消耗减半,同时呈现出与真实图像视觉效果极为接近的画质。NSR 将作为库功能集成于 PowerVR SDK 中,并通过与 Unreal Engine 和 Godot 的集成提供支持。

图形处理仍是 E 系列的核心。该架构带来了显著的图形性能提升,包括对 DirectX 12 FL11_0 的支持。在实际游戏工作负载中,E 系列与上一代同类产品相比,性能提升高达 54%,其四核配置在部分 AAA 级桌面游戏中可实现超过 60fps 的帧率。每瓦性能提升最高达 39%。 

各方表态方面,Jon Peddie Research 总裁兼创始人 Jon Peddie 表示,传统处理器类别界限正在模糊,CPU 利用向量扩展提升 AI 性能,NPU 也变得更通用;Imagination 认为 GPU 可能在这一趋势中表现突出,因为 GPU 除并行计算和软件生态外,还能在运行 AI 和计算负载的同时处理图形任务。

Imagination CEO Markus Mosen 表示,过去十年边缘工作负载变化巨大,带来处理器碎片化、软件复杂性和芯片资源利用不足等问题,公司 GPU 路线图旨在应对这些挑战。

象帝先计算技术有限公司总经理张珩表示,Imagination 与其有相同愿景,即将高性能渲染能力带给更广泛的中国客户。W4 Games、Godot 引擎公司技术总监 Clay John 表示,开发者通常需在视觉质量和性能间权衡,针对硬件优化的超分辨率方案可改变这种平衡。

供应情况方面,E 系列提供多种配置,覆盖从智能。

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