PowerVR

La primera serie de tarjetas PowerVR se diseñó principalmente como tarjetas aceleradoras solo para 3D que usarían la memoria de la tarjeta de video 2D principal como búfer de fotogramas a través de PCI. El primer producto PowerVR para PC de Videologic en el mercado fue el Midas3 de 3 chips, que tuvo una disponibilidad muy limitada en algunas PC OEM Compaq . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Esta tarjeta tenía una compatibilidad muy baja con todos los juegos excepto los primeros juegos Direct3D, e incluso la mayoría de los juegos SGL no se ejecutaban. Sin embargo, su renderizado interno de precisión de color de 24 bits fue notable para la época.

El PCX1 de un solo chip se lanzó al mercado como VideoLogic Apocalypse 3D ^{[ 7 ]} y presentaba una arquitectura mejorada con más memoria de texturas, lo que garantizaba una mejor compatibilidad con los juegos. A este le siguió el PCX2, aún más perfeccionado, que alcanzaba una frecuencia 6  MHz superior, descargaba parte del trabajo del controlador al incluir más funcionalidades del chip ^{[ 8 ]} y añadía filtrado bilineal, y se lanzó al mercado en las tarjetas Matrox M3D ^{[ 9 ]} y Videologic Apocalypse 3Dx. También existió la Videologic Apocalypse 5D Sonic, que combinaba el acelerador PCX2 con un núcleo 2D Tseng ET6100 y sonido ESS Agogo en una única placa PCI.

Las tarjetas PowerVR PCX ​​se lanzaron al mercado como productos económicos y ofrecieron un buen rendimiento en los juegos de su época, pero no contaban con tantas funciones como los aceleradores 3DFX Voodoo (debido, por ejemplo, a la falta de ciertos modos de fusión). Sin embargo, el enfoque de PowerVR de renderizar en la memoria de la tarjeta 2D permitía, en teoría, resoluciones de renderizado 3D mucho mayores, especialmente con juegos PowerSGL que aprovechaban al máximo el hardware.

• Todos los modelos son compatibles con DirectX 3.0 y PowerSGL; hay controladores MiniGL disponibles para algunos juegos.

• ¹ Unidades de mapeo de texturas : unidades de salida de renderizado
• ² Midas3 es de 3 chips (frente a la serie PCX de un solo chip) y utiliza una arquitectura de memoria dividida: 1 MB de SDRAM de 32 bits (ancho de banda máximo de 240 MB/s) para texturas y 1 MB de DRAM FPM de 16 bits para datos de geometría (y presumiblemente para comunicación PCI). La serie PCX solo tiene memoria de texturas.

La segunda generación de PowerVR2 ("PowerVR Series2", nombre en clave del chip "CLX2") se lanzó al mercado en la consola Dreamcast entre 1998 y 2001. Como parte de una competencia interna en Sega para diseñar el sucesor de la Saturn , el PowerVR2 fue licenciado a NEC y fue elegido por encima de un diseño rival basado en el 3dfx Voodoo2 . Se le llamó "el Proyecto Highlander" durante su desarrollo. ^{[ 10 ]} El PowerVR2 se combinó con el Hitachi SH-4 en la Dreamcast, con el SH-4 como motor de geometría T&L y el PowerVR2 como motor de renderizado. ^{[ 11 ]} El PowerVR2 también impulsó la Sega Naomi , la placa base del sistema arcade mejorada contraparte de la Dreamcast.

Sin embargo, el éxito de Dreamcast hizo que la variante para PC, vendida como Neon 250, apareciera un año tarde en el mercado, ^{[ 12 ]} a finales de 1999. No obstante, la Neon 250 era competitiva con la RIVA TNT2 y la Voodoo3 . ^{[ 13 ]} La Neon 250 presenta especificaciones de hardware inferiores en comparación con la parte PowerVR2 utilizada en Dreamcast, como un tamaño de mosaico reducido a la mitad, entre otras.

• Todos los modelos se fabrican con un  proceso de 250 nm.
• Todos los modelos son compatibles con DirectX 6.0.
• PMX1 es compatible con PowerSGL 2 e incluye un controlador MiniGL optimizado para Quake III Arena.

• ¹ Unidades de mapeo de texturas : unidades de salida de renderizado
• ^2. Tasa de relleno para polígonos opacos.
• ³ Tasa de relleno para polígonos translúcidos con una profundidad de ordenación por hardware de 60.
• ^{El motor de geometría Hitachi} SH-4 calcula el grosor y la longitud de más de 10  millones de triángulos por segundo. El motor de renderizado CLX2 procesa 7  millones de triángulos por segundo.

En 2000, se lanzó la tercera generación de PowerVR3 STG4000 KYRO , fabricada por el nuevo socio STMicroelectronics . La arquitectura se rediseñó para una mejor compatibilidad con juegos y se amplió a un diseño de doble canalización para un mayor rendimiento. La actualización STM PowerVR3 KYRO II, lanzada más tarde en 2001, probablemente tenía una canalización extendida para alcanzar velocidades de reloj más altas ^{[ 14 ]} y pudo rivalizar con las más caras ATI Radeon DDR y NVIDIA GeForce 2 GTS en algunos benchmarks de la época, a pesar de sus modestas especificaciones sobre el papel y la falta de transformación e iluminación por hardware (T&L), un hecho que Nvidia intentó capitalizar especialmente en un documento confidencial que envió a los revisores. ^{[ 15 ]} A medida que los juegos comenzaron a incluir cada vez más geometría teniendo en cuenta esta característica, la KYRO II perdió su competitividad.

La serie KYRO tenía un conjunto de características decente para una GPU orientada al presupuesto en su época, incluyendo algunas características compatibles con Direct3D 8.1 como multitexturizado de 8 capas (no de 8 pasadas) y mapeo de relieve con mapeo de entorno (EMBM); también estaban presentes el antialiasing de escena completa (FSAA) y el filtrado trilineal/anisotrópico. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} KYRO II también podía realizar mapeo de relieve de producto escalar (Dot3) a una velocidad similar a la de GeForce 2 GTS en los benchmarks. ^{[ 19 ]} Las omisiones incluían T&L de hardware (una característica opcional en Direct3D 7), mapeo de entorno cúbico y compatibilidad con texturas paletizadas de 8 bits heredadas. Si bien el chip admitía la compresión de texturas S3TC /DXTC, solo se admitía el formato DXT1 (el más utilizado). ^{[ 20 ]} La compatibilidad con la API propietaria PowerSGL también se eliminó con esta serie.

La calidad de salida de 16 bits era excelente en comparación con la mayoría de sus competidores, gracias al renderizado en su caché de mosaicos interna de 32 bits y al submuestreo a 16 bits en lugar del uso directo de un framebuffer de 16 bits. ^{[ 21 ]} Esto podría contribuir a mejorar el rendimiento sin perder mucha calidad de imagen, ya que el ancho de banda de la memoria no era abundante. Sin embargo, debido a su concepto único en el mercado, la arquitectura a veces podía presentar fallos como la falta de geometría en los juegos, y por lo tanto el controlador tenía una cantidad notable de configuraciones de compatibilidad, como la desactivación del búfer Z interno. Estas configuraciones podían tener un impacto negativo en el rendimiento.

Se planeó una segunda actualización de la KYRO para 2002, la STG4800 KYRO II SE. Se enviaron muestras de esta tarjeta a los analistas, pero parece que no llegó a comercializarse. Además de un aumento en la velocidad de reloj, esta actualización se anunció con una emulación de software de T&L por hardware "EnT&L", que finalmente se incorporó a los controladores de las tarjetas KYRO anteriores a partir de la versión 2.0. La STG5500 KYRO III, basada en la PowerVR4 de próxima generación , se completó e incluiría T&L por hardware, pero se archivó debido al cierre de la división de gráficos de STMicro.

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  Tarjeta gráfica Hercules 3D Prophet 4000XT de 64 MB PCI con chipset KYRO.
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  El Hercules 3D Prophet 4000XT, además de un chipset Kyro.
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  Imagen del chipset Kyro
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  KYRO II.
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  Disparo de la Kyro II

• Todos los modelos son compatibles con DirectX 6.0.

• ¹ Unidades de mapeo de texturas : unidades de salida de renderizado

PowerVR logró un gran éxito en el mercado de gráficos móviles con su PowerVR MBX de bajo consumo . MBX, y sus sucesores SGX, fueron licenciados por varios de los principales fabricantes de semiconductores móviles para sus conjuntos de chips SoC móviles , incluidos Intel , Texas Instruments , Samsung , NEC , NXP Semiconductors , Freescale , Renesas , SiRF , Marvell y Sunplus. ^{[ 23 ]}

Estos conjuntos de chips móviles con propiedad intelectual MBX se utilizaron en varios teléfonos móviles y smartphones de gama alta, incluidos el iPhone y el iPod Touch originales (con Samsung S5L8900), el Nokia N95 y el Motorola RIZR Z8 (con TI OMAP 2420), y el Sony Ericsson P1 y M600 ( NXP Nexperia PNX4008 ). También se emplearon en algunas PDA , como la Dell Axim X50V y la X51V , que incorporaban el coprocesador Intel 2700G , así como en decodificadores con el procesador Intel CE 2110 con tecnología MBX Lite.

Existían dos variantes: MBX y MBX Lite. Ambas compartían las mismas características, con la diferencia de que la MBX estaba optimizada para la velocidad y la MBX Lite para un bajo consumo de energía. La MBX también podía combinarse con opciones que incluían una FPU completa o ligera , y/o un VGP (procesador de gráficos vectoriales) completo o ligero.

La serie Series5 SGX de PowerVR incorpora hardware de sombreado de píxeles , vértices y geometría , compatible con OpenGL ES 2.0 y DirectX 10.1 con Shader Model 4.1.

El núcleo de GPU SGX está incluido en varios sistemas en chip (SoC) populares que se utilizan en muchos dispositivos portátiles. Apple utiliza el A4 (fabricado por Samsung) en su iPhone 4 , iPad , iPod Touch y Apple TV , y en el Apple Watch como parte del Apple S1 . Los SoC de las series OMAP 3 y 4 de Texas Instruments se utilizan en el Kindle Fire HD 8.9" de Amazon , el Nook HD(+) de Barnes & Noble , BlackBerry PlayBook , Nokia N9 , Nokia N900 , Sony Ericsson Vivaz , Motorola Droid/Milestone , Motorola Defy , Motorola RAZR D1/D3, Droid Bionic, Archos 70 , Palm Pre , Samsung Galaxy SL , Galaxy Nexus , Open Pandora y otros. Samsung produce el SoC Hummingbird y lo utiliza en sus dispositivos Samsung Galaxy S , Galaxy Tab , Samsung Wave S8500 , Samsung Wave II S8530 y Samsung Wave III S860. Hummingbird también está presente en el smartphone Meizu M9 .

Intel utilizó varios productos SGX en sus plataformas MID basadas en Atom : Menlow , Moorestown , Medfield y Clover Trail+ . El uso de los chipsets gráficos SGX ayudó a Intel a lograr con éxito los presupuestos de energía ultrabajos necesarios para dispositivos con refrigeración pasiva, como teléfonos inteligentes, tabletas y netbooks. ^{[ 24 ]} Sin embargo, la importante diferencia en la arquitectura gráfica resultó en una compatibilidad deficiente con los controladores. ^{[ 25 ]}

Los chips PowerVR Series5XT SGX son variantes multinúcleo de la serie SGX con algunas actualizaciones. Se incluye en el dispositivo de juegos portátil PlayStation Vita con el modelo MP4+ del PowerVR SGX543, la única diferencia prevista, aparte del + que indica características personalizadas para Sony, son los núcleos, donde MP4 denota 4 núcleos (quad-core) mientras que MP8 denota 8 núcleos (octo-core). El Allwinner A31 (procesador de aplicaciones móviles quad-core) cuenta con el SGX544 MP2 de doble núcleo. El Apple iPad 2 y el iPhone 4S con el SoC A5 también cuentan con un SGX543MP2 de doble núcleo. El iPad (3.ª generación) SoC A5X cuenta con el SGX543MP4 de cuatro núcleos. ^{[ 26 ]} El iPhone 5 SoC A6 cuenta con el SGX543MP3 de tres núcleos. El SoC A6X del iPad (cuarta generación) incorpora el procesador de cuatro núcleos SGX554MP4. La variante Exynos del Samsung Galaxy S4 cuenta con el procesador de tres núcleos SGX544MP3, con una frecuencia de 533 MHz. 

Estas GPU se pueden utilizar en configuraciones de un solo núcleo o de múltiples núcleos. ^{[ 27 ]}

Presentada en 2014, la GPU PowerVR GX5300 ^{[ 28 ]} se basa en la arquitectura SGX y es el núcleo gráfico compatible con Android más pequeño del mundo, que proporciona productos de bajo consumo para teléfonos inteligentes de gama de entrada, dispositivos portátiles, IoT y otras aplicaciones integradas de tamaño reducido, incluidos dispositivos empresariales como impresoras.

Las GPU PowerVR Series6 ^{[ 29 ]} se basan en una evolución de la arquitectura SGX con nombre en clave Rogue . ST-Ericsson (ahora desaparecida) anunció que sus procesadores de aplicaciones Nova incluirían la arquitectura PowerVR Series6 de próxima generación de Imagination. ^{[ 30 ]} MediaTek anunció el sistema en un chip (SoC) MT8135 de cuatro núcleos (dos núcleos ARM Cortex-A15 y dos núcleos ARM Cortex-A7 ) para tabletas. ^{[ 31 ]} Renesas anunció que su SoC R-Car H2 incluye el G6400. ^{[ 32 ]} El SoC A80 de Allwinner Technology (4 Cortex-A15 y 4 Cortex-A7) que está disponible en la tableta Onda V989, cuenta con una GPU PowerVR G6230. ^{[ 33 ]} El SoC A7 de Apple integra una unidad de procesamiento gráfico (GPU) que AnandTech cree que es una PowerVR G6430 en una configuración de cuatro clústeres. ^{[ 34 ]}

Intel también continuó utilizando exclusivamente gráficos PowerVR en sus plataformas Atom de ultrabajo consumo Merrifield y Moorefield para teléfonos inteligentes. ^{[ 35 ]}

Las GPU PowerVR Serie 6 tienen 2 TMU/clúster. ^{[ 36 ]}

Las GPU PowerVR Series6XE ^{[ 37 ]} se basan en la Series6 y están diseñadas como chips de gama de entrada, con el objetivo de ofrecer aproximadamente la misma tasa de relleno que la serie Series5XT. Sin embargo, cuentan con soporte para API actualizadas, como Vulkan, OpenGL ES 3.1, OpenCL 1.2 y DirectX 9.3 (9.3 L3). ^{[ 38 ]} Rockchip y Realtek han utilizado GPU Series6XE en sus SoC.

Las GPU PowerVR Series 6XE se anunciaron el 6 de enero de 2014. ^{[ 38 ]}

Las GPU PowerVR Series6XT ^{[ 39 ]} buscan reducir aún más el consumo de energía a través del área del chip y la optimización del rendimiento, proporcionando un aumento de hasta un 50% en comparación con las GPU Series6. Estos chips cuentan con optimizaciones de nivel de sistema de triple compresión PVR3C y color profundo Ultra HD. ^{[ 40 ]} El Apple iPhone 6 , iPhone 6 Plus y iPod Touch (6.ª generación) con el SoC A8 incorporan el GX6450 de cuatro núcleos. ^{[ 41 ] [ 42 ]} Se utilizó una variante de 8 clústeres no anunciada en el SoC Apple A8X para su modelo iPad Air 2 (lanzado en 2014). Los SoC MediaTek MT8173 y Renesas R-Car H3 utilizan GPU Series6XT.

Las GPU PowerVR Series 6XT se presentaron el 6 de enero de 2014. ^{[ 43 ]}

Las GPU PowerVR Serie 7XE se anunciaron el 10 de noviembre de 2014. En el momento de su anuncio, la serie 7XE contenía la GPU compatible con Android Extension Pack más pequeña del mercado.

Las GPU PowerVR Series7XT ^{[ 44 ]} están disponibles en configuraciones que van desde dos hasta 16 clústeres, ofreciendo un rendimiento escalable de forma espectacular, desde 100 GFLOPS hasta 1,5 TFLOPS. La GT7600 se utiliza en los modelos Apple iPhone 6s y iPhone 6s Plus (lanzados en 2015), así como en el modelo Apple iPhone SE (lanzado en 2016) y el modelo Apple iPad (lanzado en 2017), respectivamente. Una variante no anunciada de 12 clústeres se utilizó en el SoC Apple A9X para sus modelos iPad Pro (lanzados en 2015).

Las GPU PowerVR Serie 7XT se presentaron el 10 de noviembre de 2014.

Las GPU PowerVR Series7XT Plus representan una evolución de la familia Series7XT e incorporan funciones específicas diseñadas para acelerar la visión artificial en dispositivos móviles e integrados, incluyendo nuevas rutas de datos INT16 e INT8 que aumentan el rendimiento hasta cuatro veces para los kernels OpenVX. Además, las mejoras en la memoria virtual compartida permiten la compatibilidad con OpenCL 2.0. La GT7600 Plus se utiliza en los modelos Apple iPhone 7 y iPhone 7 Plus (lanzados en 2016), así como en el modelo Apple iPad (lanzado en 2018).

Las GPU PowerVR Serie 7XT Plus se anunciaron en el CES Internacional de Las Vegas el 6 de enero de 2016.

La serie 7XT Plus logra un aumento de rendimiento de hasta 4 veces para aplicaciones de visión artificial.

Las GPU están diseñadas para ofrecer una mayor eficiencia dentro del sistema, una mayor eficiencia energética y un menor ancho de banda para la visión artificial y la fotografía computacional en dispositivos de consumo, teléfonos inteligentes de gama media y convencional, tabletas y sistemas automotrices como sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), infoentretenimiento, visión artificial y procesamiento avanzado para paneles de instrumentos.

Las nuevas GPU incluyen mejoras en el conjunto de funciones, con especial atención a la computación de próxima generación:

Hasta 4 veces mayor rendimiento para algoritmos OpenVX/vision en comparación con la generación anterior gracias a un rendimiento mejorado de enteros (INT) (2x INT16; 4x INT8). Mejoras en el ancho de banda y la latencia gracias a la memoria virtual compartida (SVM) en OpenCL 2.0. Paralelismo dinámico para una ejecución y un control más eficientes gracias a la compatibilidad con la cola de dispositivos en OpenCL 2.0.

Las GPU PowerVR Series8XE son compatibles con OpenGL ES 3.2 y Vulkan 1.x y están disponibles en configuraciones de 1, 2, 4 y 8 píxeles/reloj, ^{[ 45 ]} lo que permite los juegos y aplicaciones más recientes y reduce aún más el costo de las interfaces de usuario de alta calidad en dispositivos sensibles al costo.

Las PowerVR Series 8XE se anunciaron el 22 de febrero de 2016 en el Mobile World Congress 2016. Son una iteración de la microarquitectura Rogue y están dirigidas al mercado de GPU SoC de gama de entrada. Las nuevas GPU mejoran el rendimiento/mm² para el menor tamaño de silicio y perfil de energía, al tiempo que incorporan virtualización de hardware y seguridad multidominio. ^{[ 46 ]} Posteriormente, en enero de 2017, se lanzó un modelo más reciente, con una nueva versión de gama baja y otra de gama alta. ^{[ 47 ]}

Los procesadores PowerVR Series8XEP se anunciaron en enero de 2017. Se trata de una iteración de la microarquitectura Rogue, dirigida al mercado de GPU SoC de gama media, con el objetivo de ofrecer una resolución de 1080p. La serie 8XEP sigue centrada en el tamaño del chip y el rendimiento por unidad.

Anunciada el 8 de marzo de 2017, Furian es la primera arquitectura PowerVR nueva desde que se presentó Rogue cinco años antes. ^{[ 52 ]}

Las PowerVR Series 8XT se anunciaron el 8 de marzo de 2017. Son las primeras GPU de serie basadas en la nueva arquitectura Furian. Según Imagination, el rendimiento (GFLOPS/mm²) ha mejorado un 35 % y la tasa de llenado (Fill rate/mm² ⁾ un 80 % en comparación con la serie 7XT Plus en el mismo nodo. A fecha de marzo de 2017, no se habían anunciado diseños específicos. La Series 8XT cuenta con clústeres de pipeline de 32 vías.

Anunciada en septiembre de 2017, la familia de GPU Series9XE ofrece un ahorro de ancho de banda de hasta un 25 % con respecto a las GPU de la generación anterior. La familia Series9XE está dirigida a decodificadores (STB), televisores digitales (DTV) y SoC para smartphones de gama baja. Nota: Los datos de la tabla corresponden a cada clúster. ^{[ 54 ]}

La familia de GPU Series9XM logra una densidad de rendimiento hasta un 50 % superior a la de la generación anterior 8XEP. La familia Series9XM está dirigida a los SoC de gama media para smartphones.

La familia de GPU Series9XEP se anunció el 4 de diciembre de 2018. ^{[ 60 ]} La familia Series9XEP admite la compresión de imágenes PVRIC4. ^{[ 61 ]} La familia Series9XEP está dirigida a decodificadores (STB), televisores digitales (DTV) y SoC para teléfonos inteligentes de gama baja.

La familia de GPU Series9XMP se anunció el 4 de diciembre de 2018. ^{[ 60 ]} La familia Series9XMP admite la compresión de imágenes PVRIC4. ^{[ 61 ]} La familia Series9XMP está dirigida a SoC de teléfonos inteligentes de gama media.

La familia de GPU Series9XTP se anunció el 4 de diciembre de 2018. ^{[ 60 ]} La familia Series9XTP admite la compresión de imágenes PVRIC4. ^{[ 61 ]} La familia Series9XTP está dirigida a SoC de gama alta para teléfonos inteligentes. Series9XTP cuenta con clústeres de canalización de 40 anchos.

Las GPU de la serie A ofrecen una densidad de rendimiento hasta un 250 % superior a la de la anterior serie 9. Estas GPU ya no se llaman PowerVR, sino IMG. ^{[ 65 ]}

Las GPU de la serie B ofrecen hasta un 25 % menos de espacio en el chip y un 30 % menos de consumo energético que la anterior serie A.

Imagination Technologies anunció el 4 de noviembre de 2021 la nueva arquitectura de GPU de la serie C. ^{[ 84 ]}

Imagination Technologies anunció el 11 de enero de 2023 la nueva arquitectura de GPU DXT. ^{[ 88 ] [ 89 ]} Imagination Technologies anunció el 7 de noviembre de 2023 la nueva arquitectura de GPU DXD. ^{[ 90 ]} Imagination Technologies anunció el 11 de septiembre de 2024 la nueva arquitectura de GPU DXS. ^{[ 91 ]} Imagination Technologies anunció el 25 de febrero de 2025 la nueva arquitectura de GPU DXTP. ^{[ 92 ]}

Imagination Technologies anunció el 8 de mayo de 2025 la nueva arquitectura de GPU EXT. ^{[ 104 ]}

Notas

• All models support Tile based deferred rendering (TBDR)
• Multi-Core (MC)
• Scalable Processing Units (SPUs)
• Ray Acceleration Cluster (RAC) units

The Series2NX family of Neural Network Accelerators (NNA) was announced on September 21, 2017.

Series2NX core options:

The Series3NX family of Neural Network Accelerators (NNA) was announced on December 4, 2018.^[107]

Series3NX core options:

Series3NX multi-core options