Pixel Visual Core

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Pixel Visual CorePVC)は、Googleが設計したARMベースの一連のsystem in a package(SiP)画像プロセッサである[1]。PVCは、モバイル デバイスおよび将来のIoT向けの、完全にプログラム可能な画像ビジョン英語版AIのマルチコアのドメイン固有アーキテクチャ(DSA)である[2]。2017年10月19日に発売されたGoogle Pixel 2と2 XLで初めて導入された。Google Pixel 3と3 XLでも導入されている。Pixel 4以降、このチップはPixel Neural Coreに置き換えられた。

Googleは以前、Qualcomm SnapdragonCPUGPUIPU、およびDSPを使用して、Google NexusおよびGoogle Pixelデバイスの画像処理を処理していた。コンピュテーショナルフォトグラフィーの技術の重要性が増してきたことで、GoogleはPixel Visual Core(PVC)を開発した。Googleは、PVCはCPUGPUを使用するよりも消費電力が少なく、テンソル・プロセッシング・ユニット(TPU)のようなASICとは異なり、完全にプログラム可能であると主張している。実際、従来のモバイルデバイスには、固定機能の画像処理パイプラインである画像信号プロセッサ(ISP)が装備されてきた。これとは対照的に、PVCは画像処理だけに限定されない柔軟なプログラマブルな機能を備えている。

Google Pixel 2と2 XLのPVCには、SR3HX X726C502というラベルが付いている[3]

Google Pixel 3と3 XLのPVCには、SR3HX X739F030というラベルが付いている[4]

PVCのおかげで、Pixel 2とPixel 3は98[5]と101[6]のモバイルDxOMark英語版を取得した。後者は、iPhone XRと並んで、一眼レフのモバイルDxOMarkスコアの上位であった[7]

Pixel Visual Coreソフトウェア

PVCプログラマー向けのカーネルの有向非循環グラフのビュー

PVCの典型的な画像処理プログラムは、Halide英語版で記述されている。現在、浮動小数点演算は行わず、メモリアクセスパターンが制限されているHalideプログラミング言語のサブセットのみをサポートしている[8]。Halideは、ユーザーがアルゴリズムとその実行のスケジューリングを分離できるドメイン固有言語である。これにより、開発者はターゲット ハードウェア アーキテクチャに最適化されたプログラムを作成できる[2]

Pixel Visual Core ISA

PVCには、仮想と物理の2種類の命令セットアーキテクチャ(ISA)がある。まず、高水準言語プログラムが、RISC-V ISA[2]に触発された仮想 ISA(vISA)にコンパイルされ、ターゲット ハードウェア世代から完全に抽象化される。次に、vISAプログラムは、いわゆる物理 ISA(pISA)、つまりVLIW ISAにコンパイルされる。このコンパイル手順では、ターゲット ハードウェア パラメーター(PEサイズの配列、STPサイズなど)を考慮し、メモリ移動を明示的に指定するようになっている。vISApISAの分離により、最初のものはクロスアーキテクチャで世代に依存せず、pISAはオフラインまたはJITコンパイルを通じてコンパイルできる[8]

Pixel Visual Coreアーキテクチャ

SR3HXのデザインの要約

出典

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