微软揭开HoloLens芯片神秘面纱——HPU处理能力达每秒1万亿条操作指令

2016-12-06 网络
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微软首度公布HoloLens增强现实头戴设备内部定制化视觉处理器芯片的细节。该芯片处理能力达到每秒1万亿像素运算,功耗比用作主处理器基于Intel Atom的Cherry Trail SoC低4W。

HoloLens全息处理单元(HPU) 可处理五个摄像头、一个深度传感器以及运动传感器的输入数据,经压缩后传送到Intel SoC。HPU还能够识别手势及包含多个房间在内的地图环境。

微软今年早些时候介绍过HoloLens的主要功能,但到目前为止并未公开其HPU的细节。公司评估了包括Movidius等供应商业的市售计算机视觉芯片,但没有发现任何一款产品能够以其要求的性能、延迟和功耗目标处理所有算法。

TSMC 28nm芯片由24个Tensilica DSP核心组成,集成8 Mbytes缓存,采用12x12mm封装,逻辑门总数为6500万。HPU封装中配有1 GByteLPDDR3内存。

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                             计算引擎采用Tensilica DSP内核和各种加速器组合。(图片: Microsoft)

选择Tensilica内核一定程度上是考虑其所具有的灵活性。微软内核中添加了300个自定义指令。

在“高效能芯片大会 (Hot Chips)”上介绍HPU的微软杰出技术专家Nick Baker指出:“如果不能添加自定义指令,最终将达不到所需的数学运算密度。”

芯片混合采用独立加速器以及与DSP紧密耦合的加速器,整体速率比软件解决方案提高200倍。“我们尽可能使用可编程元件和固定功能硬件,以达到我们预期的效能目标,”Baker说。

代码包含多样化算法,具有“不同的成熟度、数学运算、分支以及内存存取模式。”

开发由硬件、软件、用户体验和性能等不同团队同时进行。“我们在这个项目上将共同设计发挥到极致,”他强调指出,微软内部有能力将软件仿真测试结果,转换为在最终硬件上执行的仿真程序。

“所有工作都在Windows 10开发期间同时进行,”他补充说。

这款芯片用在3月发布的售价为3,000美元的HoloLens开发工具包中。Baker未透露HPU是否有升级计划,或微软何时推出消费版头戴设备。

展望未来,Baker表示,设计师会将头戴设备提高到8K分辨率,并支持更宽广的视野。

“注视点渲染 (一种模糊用户聚焦范围以外任何景物的方法) 有望变得越来越普及...各种不同分辨率的显示器也可能出现,” Baker表示,“我们需要考虑这样的趋势对GPU、互连技术以及面板产业整个供应链会带来什么影响,”他补充道。
 

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