作为对ARM Mali-T800系列的直接回应，Imagination日前正式发布了新一代移动GPU PowerVR SerIEs7系列，包括高端7XT、低端7XE两个子系列。

下边，我们就细细看看它的底层架构设计，并预览一下性能。

【PowerVR 7架构解析】

本质上来说，PowerVR 7的架构还是“Rogue”，已经引入两年。该架构有着先进的着色器流水线体系，没什么明显缺点，短期内还无需彻底翻新，只要局部增强、完善就可以提升效率和性能了，包括强化指令集。

当然，它还需要不断加入新的功能特性，尤其是新的API。OpenGL ES 3.1早就支持了，但是苹果的Metal来势汹汹，作为回击的Google Android Extension Pack现在是不能少的，还加入了可选项Direct3D 11.1（通俗地说就是DX11.1）。

但是注意7XT上这两个都是标配，7XE上的AEP只是可选项，Direct3D则只到10.0。

这次唯一增加的新模块就是“曲面细分协处理器”（Tessellation Co-Processor），可配合顶点数据管理器（Vertex Data Master）实现完整的曲面细分支持，但注意为了节省功耗，它是个固定功能单元，不可编程。

曲面细分、ATSC纹理压缩、几何着色、纹理着色，这些就是支持AEP的基础。

其他模块没有大变但都有所增强，比如说顶点数据管理器（几何前端）的几何性能翻了一番，计算数据管理器（Compute Data Master）则提速了最多三倍，尤其适合处理大量的小内核。

粗纹理调度器（Coarse Grain Scheduler）降低了内部区块关联性，可以更快地向空闲核心（着色器簇/USC）发送指令，而不必等待其他核心完成工作。

USC核心本身变动很小，FP16/FP32 ALU、浮点单元都没变，但是特殊功能单元（SFU）有了两处明显变化。首先也是最重要的，SFU可以原生处理FP16、FP32操作了（上代会全部推给FP32），因此在处理FP16数据集的时候不必进行无谓的高精度操作，自然能节省功耗，而且因为SFU本身已经很大了，原生FP16带来的功耗节约会很明显。

另外虽未明说，但极有可能FP16、FP32 SFU单元已经分离成了独立的两个（架构图显示一个），当然即便如此它们也不能同时使用。

第二个增强是SFU操作可以和ALU操作并发了，也就意味着两个单元可以同时工作。Imagination表示，SFU代码比预期得来得更快，因此并发会大大提高性能，为此指令集也做了相应的扩展。

此外，PowerVR 7系列还可选支持FP64操作，按照设计每核心有一个FP64 ALU。

最后是个非图形功能，硬件加密区，使用虚拟化技术创建最多8个区域，彼此完全隔离，可进行不同的安全操作，并与CPU、GPU互联。7XT会标配它，7XE上则是可选。

CPU上早就有了类似的功能，GPU上则一直是软件模拟，效率低下，而且安全性不足。

【7XT/7XE：高低双雄细节探究】

7XT是高端型号，但也有很多技术特性是可选的。FP64操作、OpenCL 1.2 Full Profile是面向高性能计算用途的（默认仅支持FP32、OpenCL 1.2 Embedded Profile），Direct3D 11则适合Windows Phone、Windows RT平台设备（默认是Direct3D 10），但是曲面细分已经是标配。

通过灵活配置这些特性，SoC厂商可以精确满足自己和客户的需要，同时更好地控制面积和功耗。

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