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近日，航空工業(yè)計(jì)算所翔騰公司自主研制的HKM9000 GPU圖形處理器，通過(guò)了民用大飛機(jī)座艙顯控系統(tǒng)聯(lián)試驗(yàn)證，正式轉(zhuǎn)入適航認(rèn)證階段，將用于C919民航客機(jī)，引發(fā)各界關(guān)注。那么，它是怎么來(lái)的？和家用電腦里的GPU有何不同？有著何種重要意義？
據(jù)航空工業(yè)集團(tuán)介紹，GPU芯片作為人機(jī)交互顯示系統(tǒng)的核心，是機(jī)載座艙、載人航天、車載座艙、工控顯示等領(lǐng)域的核心芯片之一，也是設(shè)計(jì)復(fù)雜度最高的芯片。
相比民用芯片，機(jī)載芯片工作環(huán)境惡劣，更追求小體積、低功耗、輕重量，因此需要具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、更高的性能功耗比，而且必須滿足航空領(lǐng)域高安全高可靠的要求。
長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)機(jī)載芯片多采用商業(yè)級(jí)通用芯片，既不符合高安全高可靠的要求，又無(wú)法達(dá)到專用芯片定制化功能的優(yōu)勢(shì)，且存在一些冗余性功能。
航空工業(yè)計(jì)算所翔騰公司堅(jiān)持自主研制，于2020年完成了自主架構(gòu)GPU芯片的研制，可以滿足航空機(jī)載顯控系統(tǒng)應(yīng)用需求。
經(jīng)過(guò)十年不懈努力，航空工業(yè)計(jì)算所翔騰公司已經(jīng)掌握了復(fù)雜圖形算法并行加速、全自主圖形處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)、層次化圖形驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、大規(guī)模并行處理架構(gòu)設(shè)計(jì)、海量眾核高速芯片設(shè)計(jì)、多分區(qū)多任務(wù)圖形繪制等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了模型驅(qū)動(dòng)的芯片敏捷設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程，不但成功研制HKM9000 GPU芯片，還建設(shè)了完備的應(yīng)用開(kāi)發(fā)生態(tài)體系。
目前，HKM9000已成功適配國(guó)內(nèi)外10余款處理器及天脈全系列、VxWorks、翼輝、Linux等操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了VAPS、iDATA、SCADE、Qt、MiniGUI、FreeType等圖形應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件，在航空、航天、兵器等領(lǐng)域13家用戶、18種顯控產(chǎn)品中得到應(yīng)用，功能穩(wěn)定、可靠。
據(jù)悉，該芯片具有完全自主的指令架構(gòu)、核心算法、圖形流水、軟硬件代碼及生態(tài)，面向典型機(jī)載座艙顯示進(jìn)行了應(yīng)用級(jí)、算法級(jí)、架構(gòu)級(jí)、電路級(jí)、軟件級(jí)等系列優(yōu)化。
在應(yīng)用適配過(guò)程中，可從算法設(shè)計(jì)、邏輯實(shí)現(xiàn)、匯編指令與編譯器、底層軟件驅(qū)動(dòng)、中間件等方面，進(jìn)行多層級(jí)的優(yōu)化適配，尤其在漢字顯示、儀表盤(pán)顯示、紋理貼圖等特殊應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化。
根據(jù)實(shí)測(cè)，HKM9000相比商業(yè)級(jí)芯片性能普遍提升20%，在儀表盤(pán)等場(chǎng)景中性能提升可達(dá)2-3倍。
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